-- Mathlib/Analysis/Normed/Lp/lpSpace.lean
theorem norm_sub_norm_compl_sub_single (hp : 0 < p.toReal) (f : lp E p) (s : Finset α) :
    ‖f‖ ^ p.toReal - ‖f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (f i)‖ ^ p.toReal =
      ∑ i ∈ s, ‖f i‖ ^ p.toReal

Proof state:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
i : α
hi : i ∉ s
this : ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑f i - if i ∈ s then ↑f i else 0‖ ^ p.toReal = 0
⊢ F i = 0

Tactic:
simpa only [coeFn_sub, coeFn_sum, lp.coeFn_single, Pi.sub_apply, Finset.sum_apply,
  Finset.sum_pi_single, F] using this

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
i : α
hi : i ∉ s
⊢ F i = 0

Tactic:
suffices ‖f i‖ ^ p.toReal - ‖f i - ite (i ∈ s) (f i) 0‖ ^ p.toReal = 0 by
  simpa only [coeFn_sub, coeFn_sum, lp.coeFn_single, Pi.sub_apply, Finset.sum_apply,
    Finset.sum_pi_single, F] using this

Result:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
i : α
hi : i ∉ s
⊢ ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑f i - if i ∈ s then ↑f i else 0‖ ^ p.toReal = 0

Proof state:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
hF : ∀ i ∉ s, F i = 0
hF' : ∀ i ∈ s, F i = ‖↑f i‖ ^ p.toReal
⊢ HasSum (fun b => ‖↑f b‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) b‖ ^ p.toReal) (∑ i ∈ s, ‖↑f i‖ ^ p.toReal)

Tactic:
have : HasSum F (∑ i ∈ s, F i) := hasSum_sum_of_ne_finset_zero hF

Result:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
hF : ∀ i ∉ s, F i = 0
hF' : ∀ i ∈ s, F i = ‖↑f i‖ ^ p.toReal
this : HasSum F (∑ i ∈ s, F i)
⊢ HasSum (fun b => ‖↑f b‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) b‖ ^ p.toReal) (∑ i ∈ s, ‖↑f i‖ ^ p.toReal)

Proof state:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
hF : ∀ i ∉ s, F i = 0
⊢ ∀ i ∈ s, F i = ‖↑f i‖ ^ p.toReal

Tactic:
intro i hi

Result:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
hF : ∀ i ∉ s, F i = 0
i : α
hi : i ∈ s
⊢ F i = ‖↑f i‖ ^ p.toReal

Proof state:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
hF : ∀ i ∉ s, F i = 0
i : α
hi : i ∈ s
⊢ F i = ‖↑f i‖ ^ p.toReal

Tactic:
simp only [F, coeFn_sum, lp.single_apply, if_pos hi, sub_self, eq_self_iff_true, coeFn_sub,
  Pi.sub_apply, Finset.sum_apply, Finset.sum_pi_single, sub_eq_self]

Result:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
hF : ∀ i ∉ s, F i = 0
i : α
hi : i ∈ s
⊢ ‖0‖ ^ p.toReal = 0

Proof state:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
hF : ∀ i ∉ s, F i = 0
⊢ HasSum (fun b => ‖↑f b‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) b‖ ^ p.toReal) (∑ i ∈ s, ‖↑f i‖ ^ p.toReal)

Tactic:
have hF' : ∀ i ∈ s, F i = ‖f i‖ ^ p.toReal := by
  intro i hi
  simp only [F, coeFn_sum, lp.single_apply, if_pos hi, sub_self, eq_self_iff_true, coeFn_sub,
    Pi.sub_apply, Finset.sum_apply, Finset.sum_pi_single, sub_eq_self]
  simp [Real.zero_rpow hp.ne']

Result:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
hF : ∀ i ∉ s, F i = 0
hF' : ∀ i ∈ s, F i = ‖↑f i‖ ^ p.toReal
⊢ HasSum (fun b => ‖↑f b‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) b‖ ^ p.toReal) (∑ i ∈ s, ‖↑f i‖ ^ p.toReal)

Proof state:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
⊢ HasSum (fun b => ‖↑f b‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) b‖ ^ p.toReal) (∑ i ∈ s, ‖↑f i‖ ^ p.toReal)

Tactic:
let F : α → ℝ := fun i => ‖f i‖ ^ p.toReal - ‖(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (f i)) i‖ ^ p.toReal

Result:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
⊢ HasSum (fun b => ‖↑f b‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) b‖ ^ p.toReal) (∑ i ∈ s, ‖↑f i‖ ^ p.toReal)

Proof state:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
hF : ∀ i ∉ s, F i = 0
i : α
hi : i ∈ s
⊢ ‖0‖ ^ p.toReal = 0

Tactic:
simp [Real.zero_rpow hp.ne']

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
⊢ HasSum (fun b => ‖↑f b‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) b‖ ^ p.toReal) (∑ i ∈ s, ‖↑f i‖ ^ p.toReal)

Tactic:
have hF : ∀ i ∉ s, F i = 0 := by
  intro i hi
  suffices ‖f i‖ ^ p.toReal - ‖f i - ite (i ∈ s) (f i) 0‖ ^ p.toReal = 0 by
    simpa only [coeFn_sub, coeFn_sum, lp.coeFn_single, Pi.sub_apply, Finset.sum_apply,
      Finset.sum_pi_single, F] using this
  simp only [if_neg hi, sub_zero, sub_self]

Result:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
hF : ∀ i ∉ s, F i = 0
⊢ HasSum (fun b => ‖↑f b‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) b‖ ^ p.toReal) (∑ i ∈ s, ‖↑f i‖ ^ p.toReal)

Proof state:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
⊢ ∀ i ∉ s, F i = 0

Tactic:
intro i hi

Result:
α : Type u_3
E : α → Type u_4
p : ℝ≥0∞
inst✝¹ : (i : α) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : DecidableEq α
hp : 0 < p.toReal
f : ↥(lp E p)
s : Finset α
F : α → ℝ := fun i => ‖↑f i‖ ^ p.toReal - ‖↑(f - ∑ i ∈ s, lp.single p i (↑f i)) i‖ ^ p.toReal
i : α
hi : i ∉ s
⊢ F i = 0