Module: Mathlib.MeasureTheory.Integral.RieszMarkovKakutani.Real

Goal state before:
pp: case calc_5
X : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : T2Space X
inst✝² : MeasurableSpace X
inst✝¹ : BorelSpace X
Λ : (X →C_c ℝ) →ₚ[ℝ] ℝ
inst✝ : LocallyCompactSpace X
f : X →C_c ℝ
μ : Measure X := rieszMeasure Λ
K : Set X := tsupport ⇑f
ε : ℝ
hε : 0 < ε
a b : ℝ
hab : a < b ∧ range ⇑f ⊆ Ioo a b
N : ℕ
hN : 0 < N
ε' : ℝ := (b - a) / ↑N
hε' : 0 < ε' ∧ ε' * (2 * μ.real K + |a| + b + ε') ≤ ε
E : Fin N → Set X
hE :
  tsupport ⇑f = ⋃ j, E j ∧
    univ.PairwiseDisjoint E ∧
      (∀ (n : Fin N), ∀ x ∈ E n, a + ε' * ↑↑n < f x ∧ f x ≤ a + ε' * (↑↑n + 1)) ∧ ∀ (n : Fin N), MeasurableSet (E n)
y : Fin N → ℝ := fun n ↦ a + ε' * (↑↑n + 1)
hE' : ∀ (n : Fin N), μ (E n) ≠ ∞
V : Fin N → Opens X
hV : ∀ (n : Fin N), E n ⊆ ↑(V n) ∧ (∀ x ∈ V n, f x < y n + ε') ∧ μ ↑(V n) ≤ μ (E n) + ENNReal.ofReal (ε' / ↑N)
g : Fin N → X →C_c ℝ
hg :
  (∀ (n : Fin N), tsupport ⇑(g n) ⊆ (V n).carrier) ∧
    EqOn (∑ n, ⇑(g n)) 1 (tsupport f.toFun) ∧
      (∀ (n : Fin N) (x : X), (g n) x ∈ Icc 0 1) ∧ ∀ (n : Fin N), HasCompactSupport ⇑(g n)
⊢ ∑ n, (|a| + y n + ε') * (μ.real (E n) + ε' / ↑N) - |a| * μ.real K =
    ∑ n, (y n - ε') * μ.real (E n) + 2 * ε' * μ.real K + ε' / ↑N * ∑ n, (|a| + y n + ε')

pp: case calc_6
X : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : T2Space X
inst✝² : MeasurableSpace X
inst✝¹ : BorelSpace X
Λ : (X →C_c ℝ) →ₚ[ℝ] ℝ
inst✝ : LocallyCompactSpace X
f : X →C_c ℝ
μ : Measure X := rieszMeasure Λ
K : Set X := tsupport ⇑f
ε : ℝ
hε : 0 < ε
a b : ℝ
hab : a < b ∧ range ⇑f ⊆ Ioo a b
N : ℕ
hN : 0 < N
ε' : ℝ := (b - a) / ↑N
hε' : 0 < ε' ∧ ε' * (2 * μ.real K + |a| + b + ε') ≤ ε
E : Fin N → Set X
hE :
  tsupport ⇑f = ⋃ j, E j ∧
    univ.PairwiseDisjoint E ∧
      (∀ (n : Fin N), ∀ x ∈ E n, a + ε' * ↑↑n < f x ∧ f x ≤ a + ε' * (↑↑n + 1)) ∧ ∀ (n : Fin N), MeasurableSet (E n)
y : Fin N → ℝ := fun n ↦ a + ε' * (↑↑n + 1)
hE' : ∀ (n : Fin N), μ (E n) ≠ ∞
V : Fin N → Opens X
hV : ∀ (n : Fin N), E n ⊆ ↑(V n) ∧ (∀ x ∈ V n, f x < y n + ε') ∧ μ ↑(V n) ≤ μ (E n) + ENNReal.ofReal (ε' / ↑N)
g : Fin N → X →C_c ℝ
hg :
  (∀ (n : Fin N), tsupport ⇑(g n) ⊆ (V n).carrier) ∧
    EqOn (∑ n, ⇑(g n)) 1 (tsupport f.toFun) ∧
      (∀ (n : Fin N) (x : X), (g n) x ∈ Icc 0 1) ∧ ∀ (n : Fin N), HasCompactSupport ⇑(g n)
⊢ ∑ n, (y n - ε') * μ.real (E n) + 2 * ε' * μ.real K + ε' / ↑N * ∑ n, (|a| + y n + ε') ≤
    ∫ (x : X), f x ∂μ + 2 * ε' * μ.real K + ε' / ↑N * ∑ n, (|a| + y n + ε')

pp: case calc_7
X : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : T2Space X
inst✝² : MeasurableSpace X
inst✝¹ : BorelSpace X
Λ : (X →C_c ℝ) →ₚ[ℝ] ℝ
inst✝ : LocallyCompactSpace X
f : X →C_c ℝ
μ : Measure X := rieszMeasure Λ
K : Set X := tsupport ⇑f
ε : ℝ
hε : 0 < ε
a b : ℝ
hab : a < b ∧ range ⇑f ⊆ Ioo a b
N : ℕ
hN : 0 < N
ε' : ℝ := (b - a) / ↑N
hε' : 0 < ε' ∧ ε' * (2 * μ.real K + |a| + b + ε') ≤ ε
E : Fin N → Set X
hE :
  tsupport ⇑f = ⋃ j, E j ∧
    univ.PairwiseDisjoint E ∧
      (∀ (n : Fin N), ∀ x ∈ E n, a + ε' * ↑↑n < f x ∧ f x ≤ a + ε' * (↑↑n + 1)) ∧ ∀ (n : Fin N), MeasurableSet (E n)
y : Fin N → ℝ := fun n ↦ a + ε' * (↑↑n + 1)
hE' : ∀ (n : Fin N), μ (E n) ≠ ∞
V : Fin N → Opens X
hV : ∀ (n : Fin N), E n ⊆ ↑(V n) ∧ (∀ x ∈ V n, f x < y n + ε') ∧ μ ↑(V n) ≤ μ (E n) + ENNReal.ofReal (ε' / ↑N)
g : Fin N → X →C_c ℝ
hg :
  (∀ (n : Fin N), tsupport ⇑(g n) ⊆ (V n).carrier) ∧
    EqOn (∑ n, ⇑(g n)) 1 (tsupport f.toFun) ∧
      (∀ (n : Fin N) (x : X), (g n) x ∈ Icc 0 1) ∧ ∀ (n : Fin N), HasCompactSupport ⇑(g n)
⊢ ∫ (x : X), f x ∂μ + 2 * ε' * μ.real K + ε' / ↑N * ∑ n, (|a| + y n + ε') ≤
    ∫ (x : X), f x ∂μ + ε' * (2 * μ.real K + |a| + b + ε')

Tactic:
· -- Rearrange the sums
    have (n : Fin N) : (|a| + y n + ε') * μ.real (E n) =
        (|a| + 2 * ε') * μ.real (E n) + (y n - ε') * μ.real (E n) := by linarith
    simp_rw [mul_add, this]
    have : ∑ i, μ.real (E i) = μ.real K := by
      suffices h : μ K = ∑ i, (μ (E i)) by
        simp only [measureReal_def, h]
        exact Eq.symm <| ENNReal.toReal_sum <| fun n _ ↦ hE' n
      dsimp [K]; rw [hE.1]
      rw [measure_iUnion (fun m n hmn ↦ hE.2.1 trivial trivial hmn) hE.2.2.2]
      exact tsum_fintype fun b ↦ μ (E b)
    rw [Finset.sum_add_distrib, Finset.sum_add_distrib, ← Finset.mul_sum, this, ← Finset.sum_mul]
    linarith

Goal state after:
case calc_6
X : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : T2Space X
inst✝² : MeasurableSpace X
inst✝¹ : BorelSpace X
Λ : (X →C_c ℝ) →ₚ[ℝ] ℝ
inst✝ : LocallyCompactSpace X
f : X →C_c ℝ
μ : Measure X := rieszMeasure Λ
K : Set X := tsupport ⇑f
ε : ℝ
hε : 0 < ε
a b : ℝ
hab : a < b ∧ range ⇑f ⊆ Ioo a b
N : ℕ
hN : 0 < N
ε' : ℝ := (b - a) / ↑N
hε' : 0 < ε' ∧ ε' * (2 * μ.real K + |a| + b + ε') ≤ ε
E : Fin N → Set X
hE :
  tsupport ⇑f = ⋃ j, E j ∧
    univ.PairwiseDisjoint E ∧
      (∀ (n : Fin N), ∀ x ∈ E n, a + ε' * ↑↑n < f x ∧ f x ≤ a + ε' * (↑↑n + 1)) ∧ ∀ (n : Fin N), MeasurableSet (E n)
y : Fin N → ℝ := fun n ↦ a + ε' * (↑↑n + 1)
hE' : ∀ (n : Fin N), μ (E n) ≠ ∞
V : Fin N → Opens X
hV : ∀ (n : Fin N), E n ⊆ ↑(V n) ∧ (∀ x ∈ V n, f x < y n + ε') ∧ μ ↑(V n) ≤ μ (E n) + ENNReal.ofReal (ε' / ↑N)
g : Fin N → X →C_c ℝ
hg :
  (∀ (n : Fin N), tsupport ⇑(g n) ⊆ (V n).carrier) ∧
    EqOn (∑ n, ⇑(g n)) 1 (tsupport f.toFun) ∧
      (∀ (n : Fin N) (x : X), (g n) x ∈ Icc 0 1) ∧ ∀ (n : Fin N), HasCompactSupport ⇑(g n)
⊢ ∑ n, (y n - ε') * μ.real (E n) + 2 * ε' * μ.real K + ε' / ↑N * ∑ n, (|a| + y n + ε') ≤
    ∫ (x : X), f x ∂μ + 2 * ε' * μ.real K + ε' / ↑N * ∑ n, (|a| + y n + ε')

case calc_7
X : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : T2Space X
inst✝² : MeasurableSpace X
inst✝¹ : BorelSpace X
Λ : (X →C_c ℝ) →ₚ[ℝ] ℝ
inst✝ : LocallyCompactSpace X
f : X →C_c ℝ
μ : Measure X := rieszMeasure Λ
K : Set X := tsupport ⇑f
ε : ℝ
hε : 0 < ε
a b : ℝ
hab : a < b ∧ range ⇑f ⊆ Ioo a b
N : ℕ
hN : 0 < N
ε' : ℝ := (b - a) / ↑N
hε' : 0 < ε' ∧ ε' * (2 * μ.real K + |a| + b + ε') ≤ ε
E : Fin N → Set X
hE :
  tsupport ⇑f = ⋃ j, E j ∧
    univ.PairwiseDisjoint E ∧
      (∀ (n : Fin N), ∀ x ∈ E n, a + ε' * ↑↑n < f x ∧ f x ≤ a + ε' * (↑↑n + 1)) ∧ ∀ (n : Fin N), MeasurableSet (E n)
y : Fin N → ℝ := fun n ↦ a + ε' * (↑↑n + 1)
hE' : ∀ (n : Fin N), μ (E n) ≠ ∞
V : Fin N → Opens X
hV : ∀ (n : Fin N), E n ⊆ ↑(V n) ∧ (∀ x ∈ V n, f x < y n + ε') ∧ μ ↑(V n) ≤ μ (E n) + ENNReal.ofReal (ε' / ↑N)
g : Fin N → X →C_c ℝ
hg :
  (∀ (n : Fin N), tsupport ⇑(g n) ⊆ (V n).carrier) ∧
    EqOn (∑ n, ⇑(g n)) 1 (tsupport f.toFun) ∧
      (∀ (n : Fin N) (x : X), (g n) x ∈ Icc 0 1) ∧ ∀ (n : Fin N), HasCompactSupport ⇑(g n)
⊢ ∫ (x : X), f x ∂μ + 2 * ε' * μ.real K + ε' / ↑N * ∑ n, (|a| + y n + ε') ≤
    ∫ (x : X), f x ∂μ + ε' * (2 * μ.real K + |a| + b + ε')