-- Mathlib/Probability/Martingale/Convergence.lean
theorem Submartingale.upcrossings_ae_lt_top' [IsFiniteMeasure μ] (hf : Submartingale f ℱ μ)
    (hbdd : ∀ n, eLpNorm (f n) 1 μ ≤ R) (hab : a < b) : ∀ᵐ ω ∂μ, upcrossings a b f ω < ∞

Proof state:
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
⊢ ∫⁻ (x : Ω), upcrossings a b f x ∂μ ≠ ⊤

Tactic:
have := hf.mul_lintegral_upcrossings_le_lintegral_pos_part a b

Result:
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
this : ENNReal.ofReal (b - a) * ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ ⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ
⊢ ∫⁻ (x : Ω), upcrossings a b f x ∂μ ≠ ⊤

Proof state:
case refine_2
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hbdd : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (x : Ω), ‖f n x‖ₑ ∂μ ≤ ↑R
n : ℕ
⊢ ∫⁻ (a_1 : Ω), ↑‖f n a_1‖₊ + ↑‖a‖₊ ∂μ ≤ ↑R + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ

Tactic:
simp_rw [lintegral_add_right _ measurable_const, lintegral_const]

Result:
case refine_2
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hbdd : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (x : Ω), ‖f n x‖ₑ ∂μ ≤ ↑R
n : ℕ
⊢ ∫⁻ (a : Ω), ↑‖f n a‖₊ ∂μ + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ ≤ ↑R + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ

Proof state:
case refine_1
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hbdd : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (x : Ω), ‖f n x‖ₑ ∂μ ≤ ↑R
n : ℕ
ω : Ω
⊢ (fun ω => ↑‖f n ω - a‖₊) ω ≤ (fun ω => ↑‖f n ω‖₊ + ↑‖a‖₊) ω

Tactic:
simp_rw [sub_eq_add_neg, ← nnnorm_neg a, ← ENNReal.coe_add, ENNReal.coe_le_coe]

Result:
case refine_1
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hbdd : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (x : Ω), ‖f n x‖ₑ ∂μ ≤ ↑R
n : ℕ
ω : Ω
⊢ ‖f n ω + -a‖₊ ≤ ‖f n ω‖₊ + ‖-a‖₊

Proof state:
case refine_1
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hR' : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (ω : Ω), ↑‖f n ω - a‖₊ ∂μ ≤ ↑R + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ
n : ℕ
ω : Ω
⊢ (f n ω - a)⁺ ≤ ‖f n ω - a‖

Tactic:
by_cases hnonneg : 0 ≤ f n ω - a

Result:
case pos
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hR' : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (ω : Ω), ↑‖f n ω - a‖₊ ∂μ ≤ ↑R + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ
n : ℕ
ω : Ω
hnonneg : 0 ≤ f n ω - a
⊢ (f n ω - a)⁺ ≤ ‖f n ω - a‖

case neg
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hR' : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (ω : Ω), ↑‖f n ω - a‖₊ ∂μ ≤ ↑R + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ
n : ℕ
ω : Ω
hnonneg : ¬0 ≤ f n ω - a
⊢ (f n ω - a)⁺ ≤ ‖f n ω - a‖

Proof state:
case neg
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hR' : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (ω : Ω), ↑‖f n ω - a‖₊ ∂μ ≤ ↑R + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ
n : ℕ
ω : Ω
hnonneg : ¬0 ≤ f n ω - a
⊢ (f n ω - a)⁺ ≤ ‖f n ω - a‖

Tactic:
rw [posPart_eq_zero.2 (not_le.1 hnonneg).le]

Result:
case neg
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hR' : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (ω : Ω), ↑‖f n ω - a‖₊ ∂μ ≤ ↑R + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ
n : ℕ
ω : Ω
hnonneg : ¬0 ≤ f n ω - a
⊢ 0 ≤ ‖f n ω - a‖

Proof state:
case refine_1
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hR' : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (ω : Ω), ↑‖f n ω - a‖₊ ∂μ ≤ ↑R + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ
n : ℕ
ω : Ω
⊢ ↑‖f n ω - a‖₊ ≠ ⊤

Tactic:
simp only [Ne, ENNReal.coe_ne_top, not_false_iff]

Result:
no goals

Proof state:
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
⊢ ∀ᵐ (ω : Ω) ∂μ, upcrossings a b f ω < ⊤

Tactic:
refine ae_lt_top (hf.adapted.measurable_upcrossings hab) ?_

Result:
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
⊢ ∫⁻ (x : Ω), upcrossings a b f x ∂μ ≠ ⊤

Proof state:
case pos
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hR' : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (ω : Ω), ↑‖f n ω - a‖₊ ∂μ ≤ ↑R + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ
n : ℕ
ω : Ω
hnonneg : 0 ≤ f n ω - a
⊢ (f n ω - a)⁺ ≤ ‖f n ω - a‖

Tactic:
rw [posPart_eq_self.2 hnonneg, Real.norm_eq_abs, abs_of_nonneg hnonneg]

Result:
no goals

Proof state:
case refine_1
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hR' : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (ω : Ω), ↑‖f n ω - a‖₊ ∂μ ≤ ↑R + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ
n : ℕ
⊢ ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f n ω - a)⁺ ∂μ ≤ ∫⁻ (ω : Ω), ↑‖f n ω - a‖₊ ∂μ

Tactic:
refine lintegral_mono fun ω => ?_

Result:
case refine_1
Ω : Type u_1
m0 : MeasurableSpace Ω
μ : Measure Ω
ℱ : Filtration ℕ m0
a b : ℝ
f : ℕ → Ω → ℝ
R : ℝ≥0
inst✝ : IsFiniteMeasure μ
hf : Submartingale f ℱ μ
hbdd : ∀ (n : ℕ), eLpNorm (f n) 1 μ ≤ ↑R
hab : a < b
this : ∫⁻ (ω : Ω), upcrossings a b f ω ∂μ ≤ (⨆ N, ∫⁻ (ω : Ω), ENNReal.ofReal (f N ω - a)⁺ ∂μ) / ENNReal.ofReal (b - a)
hR' : ∀ (n : ℕ), ∫⁻ (ω : Ω), ↑‖f n ω - a‖₊ ∂μ ≤ ↑R + ↑‖a‖₊ * μ Set.univ
n : ℕ
ω : Ω
⊢ ENNReal.ofReal (f n ω - a)⁺ ≤ ↑‖f n ω - a‖₊