l3lab/ntp-mathlib huggingface dataset:
theorem closedBall_finset_sup_eq_iInter (p : ι → Seminorm 𝕜 E) (s : Finset ι) (x : E) {r : ℝ}
    (hr : 0 ≤ r) : closedBall (s.sup p) x r = ⋂ i ∈ s, closedBall (p i) x r := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ : Seminorm 𝕜 E
p : ι → Seminorm 𝕜 E
s : Finset ι
x : E
r : ℝ
hr : 0 ≤ r
⊢ closedBall (Finset.sup s p) x r = ⋂ i ∈ s, closedBall (p i) x r

Next tactic:
lift r to NNReal using hr
theorem closedBall_finset_sup_eq_iInter (p : ι → Seminorm 𝕜 E) (s : Finset ι) (x : E) {r : ℝ}
    (hr : 0 ≤ r) : closedBall (s.sup p) x r = ⋂ i ∈ s, closedBall (p i) x r := by
  lift r to NNReal using hr
  

Proof state:
case intro
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ : Seminorm 𝕜 E
p : ι → Seminorm 𝕜 E
s : Finset ι
x : E
r : ℝ≥0
⊢ closedBall (Finset.sup s p) x ↑r = ⋂ i ∈ s, closedBall (p i) x ↑r

Next tactic:
simp_rw [closedBall, iInter_setOf, finset_sup_apply, NNReal.coe_le_coe, Finset.sup_le_iff, ←
    NNReal.coe_le_coe, NNReal.coe_mk]
theorem ball_finset_sup (p : ι → Seminorm 𝕜 E) (s : Finset ι) (x : E) {r : ℝ} (hr : 0 < r) :
    ball (s.sup p) x r = s.inf fun i => ball (p i) x r := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ : Seminorm 𝕜 E
p : ι → Seminorm 𝕜 E
s : Finset ι
x : E
r : ℝ
hr : 0 < r
⊢ ball (Finset.sup s p) x r = Finset.inf s fun i => ball (p i) x r

Next tactic:
rw [Finset.inf_eq_iInf]
theorem ball_finset_sup (p : ι → Seminorm 𝕜 E) (s : Finset ι) (x : E) {r : ℝ} (hr : 0 < r) :
    ball (s.sup p) x r = s.inf fun i => ball (p i) x r := by
  rw [Finset.inf_eq_iInf]
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ : Seminorm 𝕜 E
p : ι → Seminorm 𝕜 E
s : Finset ι
x : E
r : ℝ
hr : 0 < r
⊢ ball (Finset.sup s p) x r = ⨅ a ∈ s, ball (p a) x r

Next tactic:
exact ball_finset_sup_eq_iInter _ _ _ hr
theorem closedBall_finset_sup (p : ι → Seminorm 𝕜 E) (s : Finset ι) (x : E) {r : ℝ} (hr : 0 ≤ r) :
    closedBall (s.sup p) x r = s.inf fun i => closedBall (p i) x r := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ : Seminorm 𝕜 E
p : ι → Seminorm 𝕜 E
s : Finset ι
x : E
r : ℝ
hr : 0 ≤ r
⊢ closedBall (Finset.sup s p) x r = Finset.inf s fun i => closedBall (p i) x r

Next tactic:
rw [Finset.inf_eq_iInf]
theorem closedBall_finset_sup (p : ι → Seminorm 𝕜 E) (s : Finset ι) (x : E) {r : ℝ} (hr : 0 ≤ r) :
    closedBall (s.sup p) x r = s.inf fun i => closedBall (p i) x r := by
  rw [Finset.inf_eq_iInf]
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ : Seminorm 𝕜 E
p : ι → Seminorm 𝕜 E
s : Finset ι
x : E
r : ℝ
hr : 0 ≤ r
⊢ closedBall (Finset.sup s p) x r = ⨅ a ∈ s, closedBall (p a) x r

Next tactic:
exact closedBall_finset_sup_eq_iInter _ _ _ hr
@[simp]
theorem ball_eq_emptyset (p : Seminorm 𝕜 E) {x : E} {r : ℝ} (hr : r ≤ 0) : p.ball x r = ∅ := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
x : E
r : ℝ
hr : r ≤ 0
⊢ ball p x r = ∅

Next tactic:
ext
@[simp]
theorem ball_eq_emptyset (p : Seminorm 𝕜 E) {x : E} {r : ℝ} (hr : r ≤ 0) : p.ball x r = ∅ := by
  ext
  

Proof state:
case h
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
x : E
r : ℝ
hr : r ≤ 0
x✝ : E
⊢ x✝ ∈ ball p x r ↔ x✝ ∈ ∅

Next tactic:
rw [Seminorm.mem_ball, Set.mem_empty_iff_false, iff_false_iff, not_lt]
@[simp]
theorem ball_eq_emptyset (p : Seminorm 𝕜 E) {x : E} {r : ℝ} (hr : r ≤ 0) : p.ball x r = ∅ := by
  ext
  rw [Seminorm.mem_ball, Set.mem_empty_iff_false, iff_false_iff, not_lt]
  

Proof state:
case h
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
x : E
r : ℝ
hr : r ≤ 0
x✝ : E
⊢ r ≤ p (x✝ - x)

Next tactic:
exact hr.trans (map_nonneg p _)
@[simp]
theorem closedBall_eq_emptyset (p : Seminorm 𝕜 E) {x : E} {r : ℝ} (hr : r < 0) :
    p.closedBall x r = ∅ := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
x : E
r : ℝ
hr : r < 0
⊢ closedBall p x r = ∅

Next tactic:
ext
@[simp]
theorem closedBall_eq_emptyset (p : Seminorm 𝕜 E) {x : E} {r : ℝ} (hr : r < 0) :
    p.closedBall x r = ∅ := by
  ext
  

Proof state:
case h
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
x : E
r : ℝ
hr : r < 0
x✝ : E
⊢ x✝ ∈ closedBall p x r ↔ x✝ ∈ ∅

Next tactic:
rw [Seminorm.mem_closedBall, Set.mem_empty_iff_false, iff_false_iff, not_le]
@[simp]
theorem closedBall_eq_emptyset (p : Seminorm 𝕜 E) {x : E} {r : ℝ} (hr : r < 0) :
    p.closedBall x r = ∅ := by
  ext
  rw [Seminorm.mem_closedBall, Set.mem_empty_iff_false, iff_false_iff, not_le]
  

Proof state:
case h
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
x : E
r : ℝ
hr : r < 0
x✝ : E
⊢ r < p (x✝ - x)

Next tactic:
exact hr.trans_le (map_nonneg _ _)
theorem closedBall_smul_ball (p : Seminorm 𝕜 E) {r₁ : ℝ} (hr₁ : r₁ ≠ 0) (r₂ : ℝ) :
    Metric.closedBall (0 : 𝕜) r₁ • p.ball 0 r₂ ⊆ p.ball 0 (r₁ * r₂) := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ : ℝ
hr₁ : r₁ ≠ 0
r₂ : ℝ
⊢ Metric.closedBall 0 r₁ • ball p 0 r₂ ⊆ ball p 0 (r₁ * r₂)

Next tactic:
simp only [smul_subset_iff, mem_ball_zero, mem_closedBall_zero_iff, map_smul_eq_mul]
theorem closedBall_smul_ball (p : Seminorm 𝕜 E) {r₁ : ℝ} (hr₁ : r₁ ≠ 0) (r₂ : ℝ) :
    Metric.closedBall (0 : 𝕜) r₁ • p.ball 0 r₂ ⊆ p.ball 0 (r₁ * r₂) := by
  simp only [smul_subset_iff, mem_ball_zero, mem_closedBall_zero_iff, map_smul_eq_mul]
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ : ℝ
hr₁ : r₁ ≠ 0
r₂ : ℝ
⊢ ∀ (a : 𝕜), ‖a‖ ≤ r₁ → ∀ (b : E), p b < r₂ → ‖a‖ * p b < r₁ * r₂

Next tactic:
refine fun a ha b hb ↦ mul_lt_mul' ha hb (map_nonneg _ _) ?_
theorem closedBall_smul_ball (p : Seminorm 𝕜 E) {r₁ : ℝ} (hr₁ : r₁ ≠ 0) (r₂ : ℝ) :
    Metric.closedBall (0 : 𝕜) r₁ • p.ball 0 r₂ ⊆ p.ball 0 (r₁ * r₂) := by
  simp only [smul_subset_iff, mem_ball_zero, mem_closedBall_zero_iff, map_smul_eq_mul]
  refine fun a ha b hb ↦ mul_lt_mul' ha hb (map_nonneg _ _) ?_
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ : ℝ
hr₁ : r₁ ≠ 0
r₂ : ℝ
a : 𝕜
ha : ‖a‖ ≤ r₁
b : E
hb : p b < r₂
⊢ 0 < r₁

Next tactic:
exact hr₁.lt_or_lt.resolve_left <| ((norm_nonneg a).trans ha).not_lt
theorem ball_smul_closedBall (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ : ℝ) {r₂ : ℝ} (hr₂ : r₂ ≠ 0) :
    Metric.ball (0 : 𝕜) r₁ • p.closedBall 0 r₂ ⊆ p.ball 0 (r₁ * r₂) := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ r₂ : ℝ
hr₂ : r₂ ≠ 0
⊢ Metric.ball 0 r₁ • closedBall p 0 r₂ ⊆ ball p 0 (r₁ * r₂)

Next tactic:
simp only [smul_subset_iff, mem_ball_zero, mem_closedBall_zero, mem_ball_zero_iff,
    map_smul_eq_mul]
theorem ball_smul_closedBall (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ : ℝ) {r₂ : ℝ} (hr₂ : r₂ ≠ 0) :
    Metric.ball (0 : 𝕜) r₁ • p.closedBall 0 r₂ ⊆ p.ball 0 (r₁ * r₂) := by
  simp only [smul_subset_iff, mem_ball_zero, mem_closedBall_zero, mem_ball_zero_iff,
    map_smul_eq_mul]
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ r₂ : ℝ
hr₂ : r₂ ≠ 0
⊢ ∀ (a : 𝕜), ‖a‖ < r₁ → ∀ (b : E), p b ≤ r₂ → ‖a‖ * p b < r₁ * r₂

Next tactic:
intro a ha b hb
theorem ball_smul_closedBall (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ : ℝ) {r₂ : ℝ} (hr₂ : r₂ ≠ 0) :
    Metric.ball (0 : 𝕜) r₁ • p.closedBall 0 r₂ ⊆ p.ball 0 (r₁ * r₂) := by
  simp only [smul_subset_iff, mem_ball_zero, mem_closedBall_zero, mem_ball_zero_iff,
    map_smul_eq_mul]
  intro a ha b hb
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ r₂ : ℝ
hr₂ : r₂ ≠ 0
a : 𝕜
ha : ‖a‖ < r₁
b : E
hb : p b ≤ r₂
⊢ ‖a‖ * p b < r₁ * r₂

Next tactic:
rw [mul_comm, mul_comm r₁]
theorem ball_smul_closedBall (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ : ℝ) {r₂ : ℝ} (hr₂ : r₂ ≠ 0) :
    Metric.ball (0 : 𝕜) r₁ • p.closedBall 0 r₂ ⊆ p.ball 0 (r₁ * r₂) := by
  simp only [smul_subset_iff, mem_ball_zero, mem_closedBall_zero, mem_ball_zero_iff,
    map_smul_eq_mul]
  intro a ha b hb
  rw [mul_comm, mul_comm r₁]
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ r₂ : ℝ
hr₂ : r₂ ≠ 0
a : 𝕜
ha : ‖a‖ < r₁
b : E
hb : p b ≤ r₂
⊢ p b * ‖a‖ < r₂ * r₁

Next tactic:
refine mul_lt_mul' hb ha (norm_nonneg _) (hr₂.lt_or_lt.resolve_left ?_)
theorem ball_smul_closedBall (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ : ℝ) {r₂ : ℝ} (hr₂ : r₂ ≠ 0) :
    Metric.ball (0 : 𝕜) r₁ • p.closedBall 0 r₂ ⊆ p.ball 0 (r₁ * r₂) := by
  simp only [smul_subset_iff, mem_ball_zero, mem_closedBall_zero, mem_ball_zero_iff,
    map_smul_eq_mul]
  intro a ha b hb
  rw [mul_comm, mul_comm r₁]
  refine mul_lt_mul' hb ha (norm_nonneg _) (hr₂.lt_or_lt.resolve_left ?_)
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ r₂ : ℝ
hr₂ : r₂ ≠ 0
a : 𝕜
ha : ‖a‖ < r₁
b : E
hb : p b ≤ r₂
⊢ ¬r₂ < 0

Next tactic:
exact ((map_nonneg p b).trans hb).not_lt
theorem ball_smul_ball (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ r₂ : ℝ) :
    Metric.ball (0 : 𝕜) r₁ • p.ball 0 r₂ ⊆ p.ball 0 (r₁ * r₂) := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ r₂ : ℝ
⊢ Metric.ball 0 r₁ • ball p 0 r₂ ⊆ ball p 0 (r₁ * r₂)

Next tactic:
rcases eq_or_ne r₂ 0 with rfl | hr₂
theorem ball_smul_ball (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ r₂ : ℝ) :
    Metric.ball (0 : 𝕜) r₁ • p.ball 0 r₂ ⊆ p.ball 0 (r₁ * r₂) := by
  rcases eq_or_ne r₂ 0 with rfl | hr₂
  · 

Proof state:
case inl
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ : ℝ
⊢ Metric.ball 0 r₁ • ball p 0 0 ⊆ ball p 0 (r₁ * 0)

Next tactic:
simp
theorem ball_smul_ball (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ r₂ : ℝ) :
    Metric.ball (0 : 𝕜) r₁ • p.ball 0 r₂ ⊆ p.ball 0 (r₁ * r₂) := by
  rcases eq_or_ne r₂ 0 with rfl | hr₂
  · simp
  · 

Proof state:
case inr
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ r₂ : ℝ
hr₂ : r₂ ≠ 0
⊢ Metric.ball 0 r₁ • ball p 0 r₂ ⊆ ball p 0 (r₁ * r₂)

Next tactic:
exact (smul_subset_smul_left (ball_subset_closedBall _ _ _)).trans
      (ball_smul_closedBall _ _ hr₂)
theorem closedBall_smul_closedBall (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ r₂ : ℝ) :
    Metric.closedBall (0 : 𝕜) r₁ • p.closedBall 0 r₂ ⊆ p.closedBall 0 (r₁ * r₂) := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ r₂ : ℝ
⊢ Metric.closedBall 0 r₁ • closedBall p 0 r₂ ⊆ closedBall p 0 (r₁ * r₂)

Next tactic:
simp only [smul_subset_iff, mem_closedBall_zero, mem_closedBall_zero_iff, map_smul_eq_mul]
theorem closedBall_smul_closedBall (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ r₂ : ℝ) :
    Metric.closedBall (0 : 𝕜) r₁ • p.closedBall 0 r₂ ⊆ p.closedBall 0 (r₁ * r₂) := by
  simp only [smul_subset_iff, mem_closedBall_zero, mem_closedBall_zero_iff, map_smul_eq_mul]
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ r₂ : ℝ
⊢ ∀ (a : 𝕜), ‖a‖ ≤ r₁ → ∀ (b : E), p b ≤ r₂ → ‖a‖ * p b ≤ r₁ * r₂

Next tactic:
intro a ha b hb
theorem closedBall_smul_closedBall (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ r₂ : ℝ) :
    Metric.closedBall (0 : 𝕜) r₁ • p.closedBall 0 r₂ ⊆ p.closedBall 0 (r₁ * r₂) := by
  simp only [smul_subset_iff, mem_closedBall_zero, mem_closedBall_zero_iff, map_smul_eq_mul]
  intro a ha b hb
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ r₂ : ℝ
a : 𝕜
ha : ‖a‖ ≤ r₁
b : E
hb : p b ≤ r₂
⊢ ‖a‖ * p b ≤ r₁ * r₂

Next tactic:
gcongr
theorem closedBall_smul_closedBall (p : Seminorm 𝕜 E) (r₁ r₂ : ℝ) :
    Metric.closedBall (0 : 𝕜) r₁ • p.closedBall 0 r₂ ⊆ p.closedBall 0 (r₁ * r₂) := by
  simp only [smul_subset_iff, mem_closedBall_zero, mem_closedBall_zero_iff, map_smul_eq_mul]
  intro a ha b hb
  gcongr
  

Proof state:
case b0
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r₁ r₂ : ℝ
a : 𝕜
ha : ‖a‖ ≤ r₁
b : E
hb : p b ≤ r₂
⊢ 0 ≤ r₁

Next tactic:
exact (norm_nonneg _).trans ha
theorem neg_mem_ball_zero (r : ℝ) (hx : x ∈ ball p 0 r) : -x ∈ ball p 0 r := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p : Seminorm 𝕜 E
x : E
r : ℝ
hx : x ∈ ball p 0 r
⊢ -x ∈ ball p 0 r

Next tactic:
simpa only [mem_ball_zero, map_neg_eq_map] using hx
@[simp]
theorem neg_ball (p : Seminorm 𝕜 E) (r : ℝ) (x : E) : -ball p x r = ball p (-x) r := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r : ℝ
x : E
⊢ -ball p x r = ball p (-x) r

Next tactic:
ext
@[simp]
theorem neg_ball (p : Seminorm 𝕜 E) (r : ℝ) (x : E) : -ball p x r = ball p (-x) r := by
  ext
  

Proof state:
case h
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝⁶ : SeminormedRing 𝕜
inst✝⁵ : AddCommGroup E
inst✝⁴ : Module 𝕜 E
inst✝³ : SeminormedRing 𝕜₂
inst✝² : AddCommGroup E₂
inst✝¹ : Module 𝕜₂ E₂
σ₁₂ : 𝕜 →+* 𝕜₂
inst✝ : RingHomIsometric σ₁₂
p✝ p : Seminorm 𝕜 E
r : ℝ
x x✝ : E
⊢ x✝ ∈ -ball p x r ↔ x✝ ∈ ball p (-x) r

Next tactic:
rw [Set.mem_neg, mem_ball, mem_ball, ← neg_add', sub_neg_eq_add, map_neg_eq_map]
theorem closedBall_iSup {p : ι → Seminorm 𝕜 E} (hp : BddAbove (range p)) (e : E) {r : ℝ}
    (hr : 0 < r) : closedBall (⨆ i, p i) e r = ⋂ i, closedBall (p i) e r := by
  

Proof state:
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p✝ : Seminorm 𝕜 E
A B : Set E
a : 𝕜
r✝ : ℝ
x : E
p : ι → Seminorm 𝕜 E
hp : BddAbove (range p)
e : E
r : ℝ
hr : 0 < r
⊢ closedBall (⨆ i, p i) e r = ⋂ i, closedBall (p i) e r

Next tactic:
cases isEmpty_or_nonempty ι
theorem closedBall_iSup {p : ι → Seminorm 𝕜 E} (hp : BddAbove (range p)) (e : E) {r : ℝ}
    (hr : 0 < r) : closedBall (⨆ i, p i) e r = ⋂ i, closedBall (p i) e r := by
  cases isEmpty_or_nonempty ι
  · 

Proof state:
case inl
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p✝ : Seminorm 𝕜 E
A B : Set E
a : 𝕜
r✝ : ℝ
x : E
p : ι → Seminorm 𝕜 E
hp : BddAbove (range p)
e : E
r : ℝ
hr : 0 < r
h✝ : IsEmpty ι
⊢ closedBall (⨆ i, p i) e r = ⋂ i, closedBall (p i) e r

Next tactic:
rw [iSup_of_empty', iInter_of_empty, Seminorm.sSup_empty]
theorem closedBall_iSup {p : ι → Seminorm 𝕜 E} (hp : BddAbove (range p)) (e : E) {r : ℝ}
    (hr : 0 < r) : closedBall (⨆ i, p i) e r = ⋂ i, closedBall (p i) e r := by
  cases isEmpty_or_nonempty ι
  · rw [iSup_of_empty', iInter_of_empty, Seminorm.sSup_empty]
    

Proof state:
case inl
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p✝ : Seminorm 𝕜 E
A B : Set E
a : 𝕜
r✝ : ℝ
x : E
p : ι → Seminorm 𝕜 E
hp : BddAbove (range p)
e : E
r : ℝ
hr : 0 < r
h✝ : IsEmpty ι
⊢ closedBall ⊥ e r = univ

Next tactic:
exact closedBall_bot _ hr
theorem closedBall_iSup {p : ι → Seminorm 𝕜 E} (hp : BddAbove (range p)) (e : E) {r : ℝ}
    (hr : 0 < r) : closedBall (⨆ i, p i) e r = ⋂ i, closedBall (p i) e r := by
  cases isEmpty_or_nonempty ι
  · rw [iSup_of_empty', iInter_of_empty, Seminorm.sSup_empty]
    exact closedBall_bot _ hr
  · 

Proof state:
case inr
R : Type u_1
R' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
𝕜₂ : Type u_4
𝕜₃ : Type u_5
𝕝 : Type u_6
E : Type u_7
E₂ : Type u_8
E₃ : Type u_9
F : Type u_10
G : Type u_11
ι : Type u_12
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p✝ : Seminorm 𝕜 E
A B : Set E
a : 𝕜
r✝ : ℝ
x : E
p : ι → Seminorm 𝕜 E
hp : BddAbove (range p)
e : E
r : ℝ
hr : 0 < r
h✝ : Nonempty ι
⊢ closedBall (⨆ i, p i) e r = ⋂ i, closedBall (p i) e r

Next tactic:
ext x