l3lab/ntp-mathlib huggingface dataset:
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_nnnorm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ≥0}
    (hr : r < ‖f‖₊) : ∃ x : E, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊ := by
  

Proof state:
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ≥0
hr : r < ‖f‖₊
⊢ ∃ x, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊

Next tactic:
obtain ⟨y, hy⟩ := f.exists_mul_lt_apply_of_lt_op_nnnorm hr
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_nnnorm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ≥0}
    (hr : r < ‖f‖₊) : ∃ x : E, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊ := by
  obtain ⟨y, hy⟩ := f.exists_mul_lt_apply_of_lt_op_nnnorm hr
  

Proof state:
case intro
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ≥0
hr : r < ‖f‖₊
y : E
hy : r * ‖y‖₊ < ‖f y‖₊
⊢ ∃ x, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊

Next tactic:
have hy' : ‖y‖₊ ≠ 0 :=
    nnnorm_ne_zero_iff.2 fun heq => by
      simp [heq, nnnorm_zero, map_zero, not_lt_zero'] at hy
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_nnnorm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ≥0}
    (hr : r < ‖f‖₊) : ∃ x : E, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊ := by
  obtain ⟨y, hy⟩ := f.exists_mul_lt_apply_of_lt_op_nnnorm hr
  have hy' : ‖y‖₊ ≠ 0 :=
    nnnorm_ne_zero_iff.2 fun heq => by
      

Proof state:
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ≥0
hr : r < ‖f‖₊
y : E
hy : r * ‖y‖₊ < ‖f y‖₊
heq : y = 0
⊢ False

Next tactic:
simp [heq, nnnorm_zero, map_zero, not_lt_zero'] at hy
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_nnnorm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ≥0}
    (hr : r < ‖f‖₊) : ∃ x : E, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊ := by
  obtain ⟨y, hy⟩ := f.exists_mul_lt_apply_of_lt_op_nnnorm hr
  have hy' : ‖y‖₊ ≠ 0 :=
    nnnorm_ne_zero_iff.2 fun heq => by
      simp [heq, nnnorm_zero, map_zero, not_lt_zero'] at hy
  

Proof state:
case intro
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ≥0
hr : r < ‖f‖₊
y : E
hy : r * ‖y‖₊ < ‖f y‖₊
hy' : ‖y‖₊ ≠ 0
⊢ ∃ x, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊

Next tactic:
have hfy : ‖f y‖₊ ≠ 0 := (zero_le'.trans_lt hy).ne'
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_nnnorm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ≥0}
    (hr : r < ‖f‖₊) : ∃ x : E, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊ := by
  obtain ⟨y, hy⟩ := f.exists_mul_lt_apply_of_lt_op_nnnorm hr
  have hy' : ‖y‖₊ ≠ 0 :=
    nnnorm_ne_zero_iff.2 fun heq => by
      simp [heq, nnnorm_zero, map_zero, not_lt_zero'] at hy
  have hfy : ‖f y‖₊ ≠ 0 := (zero_le'.trans_lt hy).ne'
  

Proof state:
case intro
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ≥0
hr : r < ‖f‖₊
y : E
hy : r * ‖y‖₊ < ‖f y‖₊
hy' : ‖y‖₊ ≠ 0
hfy : ‖f y‖₊ ≠ 0
⊢ ∃ x, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊

Next tactic:
rw [← inv_inv ‖f y‖₊, NNReal.lt_inv_iff_mul_lt (inv_ne_zero hfy), mul_assoc, mul_comm ‖y‖₊, ←
    mul_assoc, ← NNReal.lt_inv_iff_mul_lt hy'] at hy
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_nnnorm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ≥0}
    (hr : r < ‖f‖₊) : ∃ x : E, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊ := by
  obtain ⟨y, hy⟩ := f.exists_mul_lt_apply_of_lt_op_nnnorm hr
  have hy' : ‖y‖₊ ≠ 0 :=
    nnnorm_ne_zero_iff.2 fun heq => by
      simp [heq, nnnorm_zero, map_zero, not_lt_zero'] at hy
  have hfy : ‖f y‖₊ ≠ 0 := (zero_le'.trans_lt hy).ne'
  rw [← inv_inv ‖f y‖₊, NNReal.lt_inv_iff_mul_lt (inv_ne_zero hfy), mul_assoc, mul_comm ‖y‖₊, ←
    mul_assoc, ← NNReal.lt_inv_iff_mul_lt hy'] at hy
  

Proof state:
case intro
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ≥0
hr : r < ‖f‖₊
y : E
hy : r * ‖f y‖₊⁻¹ < ‖y‖₊⁻¹
hy' : ‖y‖₊ ≠ 0
hfy : ‖f y‖₊ ≠ 0
⊢ ∃ x, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊

Next tactic:
obtain ⟨k, hk₁, hk₂⟩ := NormedField.exists_lt_nnnorm_lt 𝕜 hy
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_nnnorm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ≥0}
    (hr : r < ‖f‖₊) : ∃ x : E, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊ := by
  obtain ⟨y, hy⟩ := f.exists_mul_lt_apply_of_lt_op_nnnorm hr
  have hy' : ‖y‖₊ ≠ 0 :=
    nnnorm_ne_zero_iff.2 fun heq => by
      simp [heq, nnnorm_zero, map_zero, not_lt_zero'] at hy
  have hfy : ‖f y‖₊ ≠ 0 := (zero_le'.trans_lt hy).ne'
  rw [← inv_inv ‖f y‖₊, NNReal.lt_inv_iff_mul_lt (inv_ne_zero hfy), mul_assoc, mul_comm ‖y‖₊, ←
    mul_assoc, ← NNReal.lt_inv_iff_mul_lt hy'] at hy
  obtain ⟨k, hk₁, hk₂⟩ := NormedField.exists_lt_nnnorm_lt 𝕜 hy
  

Proof state:
case intro.intro.intro
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ≥0
hr : r < ‖f‖₊
y : E
hy : r * ‖f y‖₊⁻¹ < ‖y‖₊⁻¹
hy' : ‖y‖₊ ≠ 0
hfy : ‖f y‖₊ ≠ 0
k : 𝕜
hk₁ : r * ‖f y‖₊⁻¹ < ‖k‖₊
hk₂ : ‖k‖₊ < ‖y‖₊⁻¹
⊢ ∃ x, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊

Next tactic:
refine' ⟨k • y, (nnnorm_smul k y).symm ▸ (NNReal.lt_inv_iff_mul_lt hy').1 hk₂, _⟩
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_nnnorm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ≥0}
    (hr : r < ‖f‖₊) : ∃ x : E, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊ := by
  obtain ⟨y, hy⟩ := f.exists_mul_lt_apply_of_lt_op_nnnorm hr
  have hy' : ‖y‖₊ ≠ 0 :=
    nnnorm_ne_zero_iff.2 fun heq => by
      simp [heq, nnnorm_zero, map_zero, not_lt_zero'] at hy
  have hfy : ‖f y‖₊ ≠ 0 := (zero_le'.trans_lt hy).ne'
  rw [← inv_inv ‖f y‖₊, NNReal.lt_inv_iff_mul_lt (inv_ne_zero hfy), mul_assoc, mul_comm ‖y‖₊, ←
    mul_assoc, ← NNReal.lt_inv_iff_mul_lt hy'] at hy
  obtain ⟨k, hk₁, hk₂⟩ := NormedField.exists_lt_nnnorm_lt 𝕜 hy
  refine' ⟨k • y, (nnnorm_smul k y).symm ▸ (NNReal.lt_inv_iff_mul_lt hy').1 hk₂, _⟩
  

Proof state:
case intro.intro.intro
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ≥0
hr : r < ‖f‖₊
y : E
hy : r * ‖f y‖₊⁻¹ < ‖y‖₊⁻¹
hy' : ‖y‖₊ ≠ 0
hfy : ‖f y‖₊ ≠ 0
k : 𝕜
hk₁ : r * ‖f y‖₊⁻¹ < ‖k‖₊
hk₂ : ‖k‖₊ < ‖y‖₊⁻¹
⊢ r < ‖f (k • y)‖₊

Next tactic:
have : ‖σ₁₂ k‖₊ = ‖k‖₊ := Subtype.ext RingHomIsometric.is_iso
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_nnnorm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ≥0}
    (hr : r < ‖f‖₊) : ∃ x : E, ‖x‖₊ < 1 ∧ r < ‖f x‖₊ := by
  obtain ⟨y, hy⟩ := f.exists_mul_lt_apply_of_lt_op_nnnorm hr
  have hy' : ‖y‖₊ ≠ 0 :=
    nnnorm_ne_zero_iff.2 fun heq => by
      simp [heq, nnnorm_zero, map_zero, not_lt_zero'] at hy
  have hfy : ‖f y‖₊ ≠ 0 := (zero_le'.trans_lt hy).ne'
  rw [← inv_inv ‖f y‖₊, NNReal.lt_inv_iff_mul_lt (inv_ne_zero hfy), mul_assoc, mul_comm ‖y‖₊, ←
    mul_assoc, ← NNReal.lt_inv_iff_mul_lt hy'] at hy
  obtain ⟨k, hk₁, hk₂⟩ := NormedField.exists_lt_nnnorm_lt 𝕜 hy
  refine' ⟨k • y, (nnnorm_smul k y).symm ▸ (NNReal.lt_inv_iff_mul_lt hy').1 hk₂, _⟩
  have : ‖σ₁₂ k‖₊ = ‖k‖₊ := Subtype.ext RingHomIsometric.is_iso
  

Proof state:
case intro.intro.intro
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ≥0
hr : r < ‖f‖₊
y : E
hy : r * ‖f y‖₊⁻¹ < ‖y‖₊⁻¹
hy' : ‖y‖₊ ≠ 0
hfy : ‖f y‖₊ ≠ 0
k : 𝕜
hk₁ : r * ‖f y‖₊⁻¹ < ‖k‖₊
hk₂ : ‖k‖₊ < ‖y‖₊⁻¹
this : ‖σ₁₂ k‖₊ = ‖k‖₊
⊢ r < ‖f (k • y)‖₊

Next tactic:
rwa [map_smulₛₗ f, nnnorm_smul, ← NNReal.div_lt_iff hfy, div_eq_mul_inv, this]
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_norm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ}
    (hr : r < ‖f‖) : ∃ x : E, ‖x‖ < 1 ∧ r < ‖f x‖ := by
  

Proof state:
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ
hr : r < ‖f‖
⊢ ∃ x, ‖x‖ < 1 ∧ r < ‖f x‖

Next tactic:
by_cases hr₀ : r < 0
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_norm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ}
    (hr : r < ‖f‖) : ∃ x : E, ‖x‖ < 1 ∧ r < ‖f x‖ := by
  by_cases hr₀ : r < 0
  · 

Proof state:
case pos
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ
hr : r < ‖f‖
hr₀ : r < 0
⊢ ∃ x, ‖x‖ < 1 ∧ r < ‖f x‖

Next tactic:
exact ⟨0, by simpa using hr₀⟩
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_norm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ}
    (hr : r < ‖f‖) : ∃ x : E, ‖x‖ < 1 ∧ r < ‖f x‖ := by
  by_cases hr₀ : r < 0
  · exact ⟨0, by 

Proof state:
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ
hr : r < ‖f‖
hr₀ : r < 0
⊢ ‖0‖ < 1 ∧ r < ‖f 0‖

Next tactic:
simpa using hr₀
theorem exists_lt_apply_of_lt_op_norm {𝕜 𝕜₂ E F : Type*} [NormedAddCommGroup E]
    [SeminormedAddCommGroup F] [DenselyNormedField 𝕜] [NontriviallyNormedField 𝕜₂] {σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂}
    [NormedSpace 𝕜 E] [NormedSpace 𝕜₂ F] [RingHomIsometric σ₁₂] (f : E →SL[σ₁₂] F) {r : ℝ}
    (hr : r < ‖f‖) : ∃ x : E, ‖x‖ < 1 ∧ r < ‖f x‖ := by
  by_cases hr₀ : r < 0
  · exact ⟨0, by simpa using hr₀⟩
  · 

Proof state:
case neg
𝕜✝ : Type u_1
𝕜₂✝ : Type u_2
𝕜₃ : Type u_3
E✝ : Type u_4
Eₗ : Type u_5
F✝ : Type u_6
Fₗ : Type u_7
G : Type u_8
Gₗ : Type u_9
𝓕 : Type u_10
inst✝²³ : SeminormedAddCommGroup E✝
inst✝²² : SeminormedAddCommGroup Eₗ
inst✝²¹ : SeminormedAddCommGroup F✝
inst✝²⁰ : SeminormedAddCommGroup Fₗ
inst✝¹⁹ : SeminormedAddCommGroup G
inst✝¹⁸ : SeminormedAddCommGroup Gₗ
inst✝¹⁷ : NontriviallyNormedField 𝕜✝
inst✝¹⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜₂✝
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜₃
inst✝¹⁴ : NormedSpace 𝕜✝ E✝
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜✝ Eₗ
inst✝¹² : NormedSpace 𝕜₂✝ F✝
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜✝ Fₗ
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜₃ G
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜✝ Gₗ
σ₁₂✝ : 𝕜✝ →+* 𝕜₂✝
σ₂₃ : 𝕜₂✝ →+* 𝕜₃
σ₁₃ : 𝕜✝ →+* 𝕜₃
inst✝⁸ : RingHomCompTriple σ₁₂✝ σ₂₃ σ₁₃
inst✝⁷ : RingHomIsometric σ₁₂✝
𝕜 : Type u_11
𝕜₂ : Type u_12
E : Type u_13
F : Type u_14
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁵ : SeminormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : DenselyNormedField 𝕜
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜₂ F
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
f : E →SL[σ₁₂] F
r : ℝ
hr : r < ‖f‖
hr₀ : ¬r < 0
⊢ ∃ x, ‖x‖ < 1 ∧ r < ‖f x‖

Next tactic:
lift r to ℝ≥0 using not_lt.1 hr₀