Module: Mathlib.MeasureTheory.Integral.RieszMarkovKakutani.Real

Goal state before:
pp: case calc_4
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| * ∑ n, Λ (g n) ≤
    ∑ n, (|a| + y n + ε') * (μ.real (E n) + ε' / ↑N) - |a| * μ.real K

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:
· -- Use that `μ K ≤ Λ (∑ n, g n)`
    gcongr
    rw [← map_sum Λ g _]
    have h x : 0 ≤ (∑ n, g n) x := by simpa using Fintype.sum_nonneg fun n ↦ (hg.2.2.1 n x).1
    apply ENNReal.toReal_le_of_le_ofReal
    · exact Λ.map_nonneg (fun x ↦ h x)
    · have h' x (hx : x ∈ K) : (∑ n, g n) x = 1 := by simp [hg.2.1 hx]
      refine rieszMeasure_le_of_eq_one Λ h f.2 h'

Goal state after:
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')

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')