-- Mathlib/MeasureTheory/Function/ContinuousMapDense.lean
theorem MemLp.exists_hasCompactSupport_integral_rpow_sub_le
    [R1Space α] [WeaklyLocallyCompactSpace α] [μ.Regular]
    {p : ℝ} (hp : 0 < p) {f : α → E} (hf : MemLp f (ENNReal.ofReal p) μ) {ε : ℝ} (hε : 0 < ε) :
    ∃ g : α → E,
      HasCompactSupport g ∧
        (∫ x, ‖f x - g x‖ ^ p ∂μ) ≤ ε ∧ Continuous g ∧ MemLp g (ENNReal.ofReal p) μ

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : NormalSpace α
inst✝⁶ : MeasurableSpace α
inst✝⁵ : BorelSpace α
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
μ : Measure α
inst✝³ : NormedSpace ℝ E
inst✝² : R1Space α
inst✝¹ : WeaklyLocallyCompactSpace α
inst✝ : μ.Regular
p : ℝ
hp : 0 < p
f : α → E
hf : MemLp f (ENNReal.ofReal p) μ
ε : ℝ
hε : 0 < ε
I : 0 < ε ^ (1 / p)
A : ENNReal.ofReal (ε ^ (1 / p)) ≠ 0
B : ENNReal.ofReal p ≠ 0
g : α → E
g_support : HasCompactSupport g
g_cont : Continuous g
g_mem : MemLp g (↑p.toNNReal) μ
hg : eLpNorm (f - g) (ENNReal.ofReal p) μ ≤ ENNReal.ofReal (ε ^ (1 / p))
⊢ ∃ g, HasCompactSupport g ∧ ∫ (x : α), ‖f x - g x‖ ^ p ∂μ ≤ ε ∧ Continuous g ∧ MemLp g (ENNReal.ofReal p) μ

Tactic:
refine ⟨g, g_support, ?_, g_cont, g_mem⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : NormalSpace α
inst✝⁶ : MeasurableSpace α
inst✝⁵ : BorelSpace α
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
μ : Measure α
inst✝³ : NormedSpace ℝ E
inst✝² : R1Space α
inst✝¹ : WeaklyLocallyCompactSpace α
inst✝ : μ.Regular
p : ℝ
hp : 0 < p
f : α → E
hf : MemLp f (ENNReal.ofReal p) μ
ε : ℝ
hε : 0 < ε
I : 0 < ε ^ (1 / p)
A : ENNReal.ofReal (ε ^ (1 / p)) ≠ 0
B : ENNReal.ofReal p ≠ 0
g : α → E
g_support : HasCompactSupport g
g_cont : Continuous g
g_mem : MemLp g (↑p.toNNReal) μ
hg : eLpNorm (f - g) (ENNReal.ofReal p) μ ≤ ENNReal.ofReal (ε ^ (1 / p))
⊢ ∫ (x : α), ‖f x - g x‖ ^ p ∂μ ≤ ε

Proof state:
α : Type u_1
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : NormalSpace α
inst✝⁶ : MeasurableSpace α
inst✝⁵ : BorelSpace α
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
μ : Measure α
inst✝³ : NormedSpace ℝ E
inst✝² : R1Space α
inst✝¹ : WeaklyLocallyCompactSpace α
inst✝ : μ.Regular
p : ℝ
hp : 0 < p
f : α → E
hf : MemLp f (ENNReal.ofReal p) μ
ε : ℝ
hε : 0 < ε
I : 0 < ε ^ (1 / p)
A : ENNReal.ofReal (ε ^ (1 / p)) ≠ 0
B : ENNReal.ofReal p ≠ 0
g : α → E
g_support : HasCompactSupport g
g_cont : Continuous g
g_mem : MemLp g (↑p.toNNReal) μ
hg : (∫ (a : α), ‖(f - g) a‖ ^ p ∂μ) ^ p⁻¹ ≤ ε ^ p⁻¹
⊢ 0 ≤ ∫ (a : α), ‖(f - g) a‖ ^ p ∂μ

Tactic:
positivity

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : NormalSpace α
inst✝⁶ : MeasurableSpace α
inst✝⁵ : BorelSpace α
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
μ : Measure α
inst✝³ : NormedSpace ℝ E
inst✝² : R1Space α
inst✝¹ : WeaklyLocallyCompactSpace α
inst✝ : μ.Regular
p : ℝ
hp : 0 < p
f : α → E
hf : MemLp f (ENNReal.ofReal p) μ
ε : ℝ
hε : 0 < ε
I : 0 < ε ^ (1 / p)
A : ENNReal.ofReal (ε ^ (1 / p)) ≠ 0
⊢ ENNReal.ofReal p ≠ 0

Tactic:
simpa only [Ne, ENNReal.ofReal_eq_zero, not_le] using hp

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : NormalSpace α
inst✝⁶ : MeasurableSpace α
inst✝⁵ : BorelSpace α
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
μ : Measure α
inst✝³ : NormedSpace ℝ E
inst✝² : R1Space α
inst✝¹ : WeaklyLocallyCompactSpace α
inst✝ : μ.Regular
p : ℝ
hp : 0 < p
f : α → E
hf : MemLp f (ENNReal.ofReal p) μ
ε : ℝ
hε : 0 < ε
⊢ ∃ g, HasCompactSupport g ∧ ∫ (x : α), ‖f x - g x‖ ^ p ∂μ ≤ ε ∧ Continuous g ∧ MemLp g (ENNReal.ofReal p) μ

Tactic:
have I : 0 < ε ^ (1 / p) := Real.rpow_pos_of_pos hε _

Result:
α : Type u_1
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : NormalSpace α
inst✝⁶ : MeasurableSpace α
inst✝⁵ : BorelSpace α
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
μ : Measure α
inst✝³ : NormedSpace ℝ E
inst✝² : R1Space α
inst✝¹ : WeaklyLocallyCompactSpace α
inst✝ : μ.Regular
p : ℝ
hp : 0 < p
f : α → E
hf : MemLp f (ENNReal.ofReal p) μ
ε : ℝ
hε : 0 < ε
I : 0 < ε ^ (1 / p)
⊢ ∃ g, HasCompactSupport g ∧ ∫ (x : α), ‖f x - g x‖ ^ p ∂μ ≤ ε ∧ Continuous g ∧ MemLp g (ENNReal.ofReal p) μ

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : NormalSpace α
inst✝⁶ : MeasurableSpace α
inst✝⁵ : BorelSpace α
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
μ : Measure α
inst✝³ : NormedSpace ℝ E
inst✝² : R1Space α
inst✝¹ : WeaklyLocallyCompactSpace α
inst✝ : μ.Regular
p : ℝ
hp : 0 < p
f : α → E
hf : MemLp f (ENNReal.ofReal p) μ
ε : ℝ
hε : 0 < ε
I : 0 < ε ^ (1 / p)
A : ENNReal.ofReal (ε ^ (1 / p)) ≠ 0
B : ENNReal.ofReal p ≠ 0
g : α → E
g_support : HasCompactSupport g
g_cont : Continuous g
g_mem : MemLp g (↑p.toNNReal) μ
hg : eLpNorm (f - g) (ENNReal.ofReal p) μ ≤ ENNReal.ofReal (ε ^ (1 / p))
⊢ ∫ (x : α), ‖f x - g x‖ ^ p ∂μ ≤ ε

Tactic:
rwa [(hf.sub g_mem).eLpNorm_eq_integral_rpow_norm B ENNReal.coe_ne_top,
  ENNReal.ofReal_le_ofReal_iff I.le, one_div, ENNReal.toReal_ofReal hp.le,
  Real.rpow_le_rpow_iff _ hε.le (inv_pos.2 hp)] at hg

Result:
α : Type u_1
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : NormalSpace α
inst✝⁶ : MeasurableSpace α
inst✝⁵ : BorelSpace α
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
μ : Measure α
inst✝³ : NormedSpace ℝ E
inst✝² : R1Space α
inst✝¹ : WeaklyLocallyCompactSpace α
inst✝ : μ.Regular
p : ℝ
hp : 0 < p
f : α → E
hf : MemLp f (ENNReal.ofReal p) μ
ε : ℝ
hε : 0 < ε
I : 0 < ε ^ (1 / p)
A : ENNReal.ofReal (ε ^ (1 / p)) ≠ 0
B : ENNReal.ofReal p ≠ 0
g : α → E
g_support : HasCompactSupport g
g_cont : Continuous g
g_mem : MemLp g (↑p.toNNReal) μ
hg : (∫ (a : α), ‖(f - g) a‖ ^ p ∂μ) ^ p⁻¹ ≤ ε ^ p⁻¹
⊢ 0 ≤ ∫ (a : α), ‖(f - g) a‖ ^ p ∂μ

Proof state:
α : Type u_1
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : NormalSpace α
inst✝⁶ : MeasurableSpace α
inst✝⁵ : BorelSpace α
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
μ : Measure α
inst✝³ : NormedSpace ℝ E
inst✝² : R1Space α
inst✝¹ : WeaklyLocallyCompactSpace α
inst✝ : μ.Regular
p : ℝ
hp : 0 < p
f : α → E
hf : MemLp f (ENNReal.ofReal p) μ
ε : ℝ
hε : 0 < ε
I : 0 < ε ^ (1 / p)
⊢ ∃ g, HasCompactSupport g ∧ ∫ (x : α), ‖f x - g x‖ ^ p ∂μ ≤ ε ∧ Continuous g ∧ MemLp g (ENNReal.ofReal p) μ

Tactic:
have A : ENNReal.ofReal (ε ^ (1 / p)) ≠ 0 := by
  simp only [Ne, ENNReal.ofReal_eq_zero, not_le, I]

Result:
α : Type u_1
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : NormalSpace α
inst✝⁶ : MeasurableSpace α
inst✝⁵ : BorelSpace α
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
μ : Measure α
inst✝³ : NormedSpace ℝ E
inst✝² : R1Space α
inst✝¹ : WeaklyLocallyCompactSpace α
inst✝ : μ.Regular
p : ℝ
hp : 0 < p
f : α → E
hf : MemLp f (ENNReal.ofReal p) μ
ε : ℝ
hε : 0 < ε
I : 0 < ε ^ (1 / p)
A : ENNReal.ofReal (ε ^ (1 / p)) ≠ 0
⊢ ∃ g, HasCompactSupport g ∧ ∫ (x : α), ‖f x - g x‖ ^ p ∂μ ≤ ε ∧ Continuous g ∧ MemLp g (ENNReal.ofReal p) μ