Module: Mathlib.MeasureTheory.Integral.Bochner.VitaliCaratheodory

Goal state before:
pp: α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
inst✝³ : MeasurableSpace α
inst✝² : BorelSpace α
μ : Measure α
inst✝¹ : μ.WeaklyRegular
inst✝ : SigmaFinite μ
f : α → ℝ
hf : Integrable f μ
ε : ℝ
εpos : 0 < ε
δ : ℝ≥0 := NNReal.mk (ε / 2) ⋯
δpos : 0 < δ
fp : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (f x).toNNReal
int_fp : Integrable (fun x ↦ ↑(fp x)) μ
gp : α → ℝ≥0∞
fp_lt_gp : ∀ (x : α), ↑(fp x) < gp x
gpcont : LowerSemicontinuous gp
gp_lt_top : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, gp x < ∞
gp_integrable : Integrable (fun x ↦ (gp x).toReal) μ
gpint : ∫ (x : α), (gp x).toReal ∂μ < ∫ (x : α), ↑(fp x) ∂μ + ↑δ
fm : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (-f x).toNNReal
int_fm : Integrable (fun x ↦ ↑(fm x)) μ
gm : α → ℝ≥0
gm_le_fm : ∀ (x : α), gm x ≤ fm x
gmcont : UpperSemicontinuous gm
gm_integrable : Integrable (fun x ↦ ↑(gm x)) μ
gmint : ∫ (x : α), ↑(fm x) ∂μ - ↑δ ≤ ∫ (x : α), ↑(gm x) ∂μ
g : α → EReal := fun x ↦ ↑(gp x) - ↑↑(gm x)
ae_g : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, (g x).toReal = (↑(gp x)).toReal - (↑↑(gm x)).toReal
⊢ ∃ g,
    (∀ (x : α), ↑(f x) < g x) ∧
      LowerSemicontinuous g ∧
        Integrable (fun x ↦ (g x).toReal) μ ∧
          (∀ᵐ (x : α) ∂μ, g x < ⊤) ∧ ∫ (x : α), (g x).toReal ∂μ < ∫ (x : α), f x ∂μ + ε

Tactic:
refine ⟨g, ?lt, ?lsc, ?int, ?aelt, ?intlt⟩

Goal state after:
case lt
α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
inst✝³ : MeasurableSpace α
inst✝² : BorelSpace α
μ : Measure α
inst✝¹ : μ.WeaklyRegular
inst✝ : SigmaFinite μ
f : α → ℝ
hf : Integrable f μ
ε : ℝ
εpos : 0 < ε
δ : ℝ≥0 := NNReal.mk (ε / 2) ⋯
δpos : 0 < δ
fp : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (f x).toNNReal
int_fp : Integrable (fun x ↦ ↑(fp x)) μ
gp : α → ℝ≥0∞
fp_lt_gp : ∀ (x : α), ↑(fp x) < gp x
gpcont : LowerSemicontinuous gp
gp_lt_top : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, gp x < ∞
gp_integrable : Integrable (fun x ↦ (gp x).toReal) μ
gpint : ∫ (x : α), (gp x).toReal ∂μ < ∫ (x : α), ↑(fp x) ∂μ + ↑δ
fm : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (-f x).toNNReal
int_fm : Integrable (fun x ↦ ↑(fm x)) μ
gm : α → ℝ≥0
gm_le_fm : ∀ (x : α), gm x ≤ fm x
gmcont : UpperSemicontinuous gm
gm_integrable : Integrable (fun x ↦ ↑(gm x)) μ
gmint : ∫ (x : α), ↑(fm x) ∂μ - ↑δ ≤ ∫ (x : α), ↑(gm x) ∂μ
g : α → EReal := fun x ↦ ↑(gp x) - ↑↑(gm x)
ae_g : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, (g x).toReal = (↑(gp x)).toReal - (↑↑(gm x)).toReal
⊢ ∀ (x : α), ↑(f x) < g x

case lsc
α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
inst✝³ : MeasurableSpace α
inst✝² : BorelSpace α
μ : Measure α
inst✝¹ : μ.WeaklyRegular
inst✝ : SigmaFinite μ
f : α → ℝ
hf : Integrable f μ
ε : ℝ
εpos : 0 < ε
δ : ℝ≥0 := NNReal.mk (ε / 2) ⋯
δpos : 0 < δ
fp : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (f x).toNNReal
int_fp : Integrable (fun x ↦ ↑(fp x)) μ
gp : α → ℝ≥0∞
fp_lt_gp : ∀ (x : α), ↑(fp x) < gp x
gpcont : LowerSemicontinuous gp
gp_lt_top : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, gp x < ∞
gp_integrable : Integrable (fun x ↦ (gp x).toReal) μ
gpint : ∫ (x : α), (gp x).toReal ∂μ < ∫ (x : α), ↑(fp x) ∂μ + ↑δ
fm : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (-f x).toNNReal
int_fm : Integrable (fun x ↦ ↑(fm x)) μ
gm : α → ℝ≥0
gm_le_fm : ∀ (x : α), gm x ≤ fm x
gmcont : UpperSemicontinuous gm
gm_integrable : Integrable (fun x ↦ ↑(gm x)) μ
gmint : ∫ (x : α), ↑(fm x) ∂μ - ↑δ ≤ ∫ (x : α), ↑(gm x) ∂μ
g : α → EReal := fun x ↦ ↑(gp x) - ↑↑(gm x)
ae_g : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, (g x).toReal = (↑(gp x)).toReal - (↑↑(gm x)).toReal
⊢ LowerSemicontinuous g

case int
α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
inst✝³ : MeasurableSpace α
inst✝² : BorelSpace α
μ : Measure α
inst✝¹ : μ.WeaklyRegular
inst✝ : SigmaFinite μ
f : α → ℝ
hf : Integrable f μ
ε : ℝ
εpos : 0 < ε
δ : ℝ≥0 := NNReal.mk (ε / 2) ⋯
δpos : 0 < δ
fp : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (f x).toNNReal
int_fp : Integrable (fun x ↦ ↑(fp x)) μ
gp : α → ℝ≥0∞
fp_lt_gp : ∀ (x : α), ↑(fp x) < gp x
gpcont : LowerSemicontinuous gp
gp_lt_top : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, gp x < ∞
gp_integrable : Integrable (fun x ↦ (gp x).toReal) μ
gpint : ∫ (x : α), (gp x).toReal ∂μ < ∫ (x : α), ↑(fp x) ∂μ + ↑δ
fm : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (-f x).toNNReal
int_fm : Integrable (fun x ↦ ↑(fm x)) μ
gm : α → ℝ≥0
gm_le_fm : ∀ (x : α), gm x ≤ fm x
gmcont : UpperSemicontinuous gm
gm_integrable : Integrable (fun x ↦ ↑(gm x)) μ
gmint : ∫ (x : α), ↑(fm x) ∂μ - ↑δ ≤ ∫ (x : α), ↑(gm x) ∂μ
g : α → EReal := fun x ↦ ↑(gp x) - ↑↑(gm x)
ae_g : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, (g x).toReal = (↑(gp x)).toReal - (↑↑(gm x)).toReal
⊢ Integrable (fun x ↦ (g x).toReal) μ

case aelt
α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
inst✝³ : MeasurableSpace α
inst✝² : BorelSpace α
μ : Measure α
inst✝¹ : μ.WeaklyRegular
inst✝ : SigmaFinite μ
f : α → ℝ
hf : Integrable f μ
ε : ℝ
εpos : 0 < ε
δ : ℝ≥0 := NNReal.mk (ε / 2) ⋯
δpos : 0 < δ
fp : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (f x).toNNReal
int_fp : Integrable (fun x ↦ ↑(fp x)) μ
gp : α → ℝ≥0∞
fp_lt_gp : ∀ (x : α), ↑(fp x) < gp x
gpcont : LowerSemicontinuous gp
gp_lt_top : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, gp x < ∞
gp_integrable : Integrable (fun x ↦ (gp x).toReal) μ
gpint : ∫ (x : α), (gp x).toReal ∂μ < ∫ (x : α), ↑(fp x) ∂μ + ↑δ
fm : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (-f x).toNNReal
int_fm : Integrable (fun x ↦ ↑(fm x)) μ
gm : α → ℝ≥0
gm_le_fm : ∀ (x : α), gm x ≤ fm x
gmcont : UpperSemicontinuous gm
gm_integrable : Integrable (fun x ↦ ↑(gm x)) μ
gmint : ∫ (x : α), ↑(fm x) ∂μ - ↑δ ≤ ∫ (x : α), ↑(gm x) ∂μ
g : α → EReal := fun x ↦ ↑(gp x) - ↑↑(gm x)
ae_g : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, (g x).toReal = (↑(gp x)).toReal - (↑↑(gm x)).toReal
⊢ ∀ᵐ (x : α) ∂μ, g x < ⊤

case intlt
α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
inst✝³ : MeasurableSpace α
inst✝² : BorelSpace α
μ : Measure α
inst✝¹ : μ.WeaklyRegular
inst✝ : SigmaFinite μ
f : α → ℝ
hf : Integrable f μ
ε : ℝ
εpos : 0 < ε
δ : ℝ≥0 := NNReal.mk (ε / 2) ⋯
δpos : 0 < δ
fp : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (f x).toNNReal
int_fp : Integrable (fun x ↦ ↑(fp x)) μ
gp : α → ℝ≥0∞
fp_lt_gp : ∀ (x : α), ↑(fp x) < gp x
gpcont : LowerSemicontinuous gp
gp_lt_top : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, gp x < ∞
gp_integrable : Integrable (fun x ↦ (gp x).toReal) μ
gpint : ∫ (x : α), (gp x).toReal ∂μ < ∫ (x : α), ↑(fp x) ∂μ + ↑δ
fm : α → ℝ≥0 := fun x ↦ (-f x).toNNReal
int_fm : Integrable (fun x ↦ ↑(fm x)) μ
gm : α → ℝ≥0
gm_le_fm : ∀ (x : α), gm x ≤ fm x
gmcont : UpperSemicontinuous gm
gm_integrable : Integrable (fun x ↦ ↑(gm x)) μ
gmint : ∫ (x : α), ↑(fm x) ∂μ - ↑δ ≤ ∫ (x : α), ↑(gm x) ∂μ
g : α → EReal := fun x ↦ ↑(gp x) - ↑↑(gm x)
ae_g : ∀ᵐ (x : α) ∂μ, (g x).toReal = (↑(gp x)).toReal - (↑↑(gm x)).toReal
⊢ ∫ (x : α), (g x).toReal ∂μ < ∫ (x : α), f x ∂μ + ε