-- Mathlib/MeasureTheory/Measure/Stieltjes.lean
theorem length_subadditive_Icc_Ioo {a b : ℝ} {c d : ℕ → ℝ} (ss : Icc a b ⊆ ⋃ i, Ioo (c i) (d i)) :
    ofReal (f b - f a) ≤ ∑' i, ofReal (f (d i) - f (c i))

Proof state:
case inr.intro.intro.intro.refine_1
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
ab : a ≤ b
i : ℕ
cv : Icc a b ⊆ Ioo (c i) (d i) ∪ ⋃ x ∈ ↑(s.erase i), Ioo (c x) (d x)
cb : c i < b
is : i ∈ s
bd : b < d i
⊢ ↑f b - ↑f a ≤ ↑f (d i) - ↑f (c i) + (↑f (c i) - ↑f a)

Tactic:
rw [sub_add_sub_cancel]

Result:
case inr.intro.intro.intro.refine_1
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
ab : a ≤ b
i : ℕ
cv : Icc a b ⊆ Ioo (c i) (d i) ∪ ⋃ x ∈ ↑(s.erase i), Ioo (c x) (d x)
cb : c i < b
is : i ∈ s
bd : b < d i
⊢ ↑f b - ↑f a ≤ ↑f (d i) - ↑f a

Proof state:
case inr.intro.intro.intro.refine_2.intro
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
ab : a ≤ b
i : ℕ
cv : Icc a b ⊆ Ioo (c i) (d i) ∪ ⋃ x ∈ ↑(s.erase i), Ioo (c x) (d x)
cb : c i < b
is : i ∈ s
bd : b < d i
x : ℝ
h₁ : a ≤ x
h₂ : x ≤ c i
⊢ x ∈ ⋃ i_1 ∈ ↑(s.erase i), Ioo (c i_1) (d i_1)

Tactic:
exact (cv ⟨h₁, le_trans h₂ (le_of_lt cb)⟩).resolve_left (mt And.left (not_lt_of_le h₂))

Result:
no goals

Proof state:
case inr
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
cv : Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑s, Ioo (c i) (d i)
ab : a ≤ b
this : ∃ i, c i < b ∧ i ∈ s ∧ b < d i
⊢ ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ s, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))

Tactic:
rcases this with ⟨i, cb, is, bd⟩

Result:
case inr.intro.intro.intro
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
cv : Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑s, Ioo (c i) (d i)
ab : a ≤ b
i : ℕ
cb : c i < b
is : i ∈ s
bd : b < d i
⊢ ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ s, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))

Proof state:
f : StieltjesFunction
a b : ℝ
c d : ℕ → ℝ
ss : Icc a b ⊆ ⋃ i, Ioo (c i) (d i)
this :
  ∀ (s : Finset ℕ) (b : ℝ),
    Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑s, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ s, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
s : Set ℕ
left✝ : s ⊆ univ
hf : s.Finite
hs : Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ s, Ioo (c i) (d i)
e : ⋃ i ∈ ↑hf.toFinset, Ioo (c i) (d i) = ⋃ i ∈ s, Ioo (c i) (d i)
⊢ Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑hf.toFinset, Ioo (c i) (d i)

Tactic:
simpa only [e]

Result:
no goals

Proof state:
case inr.intro.intro.intro
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
cv : Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑s, Ioo (c i) (d i)
ab : a ≤ b
i : ℕ
cb : c i < b
is : i ∈ s
bd : b < d i
⊢ ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ s, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))

Tactic:
rw [← Finset.insert_erase is] at cv ⊢

Result:
case inr.intro.intro.intro
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
ab : a ≤ b
i : ℕ
cv : Icc a b ⊆ ⋃ i_1 ∈ ↑(insert i (s.erase i)), Ioo (c i_1) (d i_1)
cb : c i < b
is : i ∈ s
bd : b < d i
⊢ ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ insert i (s.erase i), ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))

Proof state:
f : StieltjesFunction
a b : ℝ
c d : ℕ → ℝ
ss : Icc a b ⊆ ⋃ i, Ioo (c i) (d i)
this :
  ∀ (s : Finset ℕ) (b : ℝ),
    Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑s, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ s, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
s : Set ℕ
left✝ : s ⊆ univ
hf : s.Finite
hs : Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ s, Ioo (c i) (d i)
⊢ ⋃ i ∈ ↑hf.toFinset, Ioo (c i) (d i) = ⋃ i ∈ s, Ioo (c i) (d i)

Tactic:
simp only [Set.ext_iff, exists_prop, Finset.set_biUnion_coe, mem_iUnion, forall_const,
  Finite.mem_toFinset]

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro
f : StieltjesFunction
a b : ℝ
c d : ℕ → ℝ
ss : Icc a b ⊆ ⋃ i, Ioo (c i) (d i)
this :
  ∀ (s : Finset ℕ) (b : ℝ),
    Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑s, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ s, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
s : Set ℕ
left✝ : s ⊆ univ
hf : s.Finite
hs : Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ s, Ioo (c i) (d i)
e : ⋃ i ∈ ↑hf.toFinset, Ioo (c i) (d i) = ⋃ i ∈ s, Ioo (c i) (d i)
⊢ ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ⨆ s, ∑ a ∈ s, ofReal (↑f (d a) - ↑f (c a))

Tactic:
refine le_trans ?_ (le_iSup _ hf.toFinset)

Result:
case intro.intro.intro
f : StieltjesFunction
a b : ℝ
c d : ℕ → ℝ
ss : Icc a b ⊆ ⋃ i, Ioo (c i) (d i)
this :
  ∀ (s : Finset ℕ) (b : ℝ),
    Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑s, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ s, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
s : Set ℕ
left✝ : s ⊆ univ
hf : s.Finite
hs : Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ s, Ioo (c i) (d i)
e : ⋃ i ∈ ↑hf.toFinset, Ioo (c i) (d i) = ⋃ i ∈ s, Ioo (c i) (d i)
⊢ ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ a ∈ hf.toFinset, ofReal (↑f (d a) - ↑f (c a))

Proof state:
case inr.intro.intro.intro.refine_2
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
ab : a ≤ b
i : ℕ
cv : Icc a b ⊆ Ioo (c i) (d i) ∪ ⋃ x ∈ ↑(s.erase i), Ioo (c x) (d x)
cb : c i < b
is : i ∈ s
bd : b < d i
⊢ Icc a (c i) ⊆ ⋃ i_1 ∈ ↑(s.erase i), Ioo (c i_1) (d i_1)

Tactic:
rintro x ⟨h₁, h₂⟩

Result:
case inr.intro.intro.intro.refine_2.intro
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
ab : a ≤ b
i : ℕ
cv : Icc a b ⊆ Ioo (c i) (d i) ∪ ⋃ x ∈ ↑(s.erase i), Ioo (c x) (d x)
cb : c i < b
is : i ∈ s
bd : b < d i
x : ℝ
h₁ : a ≤ x
h₂ : x ≤ c i
⊢ x ∈ ⋃ i_1 ∈ ↑(s.erase i), Ioo (c i_1) (d i_1)

Proof state:
f : StieltjesFunction
a b : ℝ
c d : ℕ → ℝ
ss : Icc a b ⊆ ⋃ i, Ioo (c i) (d i)
this :
  ∀ (s : Finset ℕ) (b : ℝ),
    Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑s, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ s, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
⊢ Icc ?m.20288 ?m.20289 ⊆ ⋃ i ∈ univ, Ioo (c i) (d i)

Tactic:
simpa using ss

Result:
no goals

Proof state:
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
cv : Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑s, Ioo (c i) (d i)
⊢ ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ s, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))

Tactic:
rcases le_total b a with ab | ab

Result:
case inl
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
cv : Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑s, Ioo (c i) (d i)
ab : b ≤ a
⊢ ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ s, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))

case inr
f : StieltjesFunction
a : ℝ
c d : ℕ → ℝ
s✝ s : Finset ℕ
IH :
  ∀ t ⊂ s, ∀ (b : ℝ), Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑t, Ioo (c i) (d i) → ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ t, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))
b : ℝ
cv : Icc a b ⊆ ⋃ i ∈ ↑s, Ioo (c i) (d i)
ab : a ≤ b
⊢ ofReal (↑f b - ↑f a) ≤ ∑ i ∈ s, ofReal (↑f (d i) - ↑f (c i))