Module: Mathlib.NumberTheory.LSeries.SumCoeff

Goal state before:
pp: f : ℕ → ℂ
l : ℂ
hlim : Tendsto (fun n ↦ (∑ k ∈ Icc 1 n, f k) / ↑n) atTop (𝓝 l)
hfS : ∀ (s : ℝ), 1 < s → LSeriesSummable f ↑s
ε : ℝ
hε : ε > 0
T : ℝ
hT₁ : 1 ≤ T
hT : ∀ (y : ℝ), T ≤ y → ‖∑ k ∈ Icc 1 ⌊y⌋₊, f k - l * ↑y‖ < ε * y
S : ℝ → ℂ := fun t ↦ ∑ k ∈ Icc 1 ⌊t⌋₊, f k
C : ℝ := ∫ (t : ℝ) in Set.Ioc 1 T, ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-1 - 1)
hC : 0 ≤ C
s : ℝ
hs : 1 < s
hs' : 0 ≤ (s - 1) * s
h₀ : LocallyIntegrableOn (fun t ↦ S t - l * ↑t) (Set.Ici 1) volume
h₁ : IntegrableOn (fun t ↦ ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-s - 1)) (Set.Ici 1) volume
h₂ : IntegrableOn (fun t ↦ ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-1 - 1)) (Set.Ioc 1 T) volume
h₃ : (↑s - 1) * ∫ (t : ℝ) in Set.Ioi 1, ↑t ^ (-↑s) = 1
Cs : ℝ := ∫ (t : ℝ) in Set.Ioc 1 T, ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-s - 1)
h₄ : Cs ≤ C
⊢ ‖((↑s - 1) * ↑s * ∫ (t : ℝ) in Set.Ioi 1, S t * ↑t ^ (-↑s - 1)) -
        l * ↑s * ((↑s - 1) * ∫ (t : ℝ) in Set.Ioi 1, ↑t ^ (-↑s))‖ =
    ‖(↑s - 1) * ↑s * ((∫ (a : ℝ) in Set.Ioi 1, S a * ↑a ^ (-↑s - 1)) - l * ∫ (a : ℝ) in Set.Ioi 1, ↑a ^ (-↑s))‖

pp: case hf
f : ℕ → ℂ
l : ℂ
hlim : Tendsto (fun n ↦ (∑ k ∈ Icc 1 n, f k) / ↑n) atTop (𝓝 l)
hfS : ∀ (s : ℝ), 1 < s → LSeriesSummable f ↑s
ε : ℝ
hε : ε > 0
T : ℝ
hT₁ : 1 ≤ T
hT : ∀ (y : ℝ), T ≤ y → ‖∑ k ∈ Icc 1 ⌊y⌋₊, f k - l * ↑y‖ < ε * y
S : ℝ → ℂ := fun t ↦ ∑ k ∈ Icc 1 ⌊t⌋₊, f k
C : ℝ := ∫ (t : ℝ) in Set.Ioc 1 T, ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-1 - 1)
hC : 0 ≤ C
s : ℝ
hs : 1 < s
hs' : 0 ≤ (s - 1) * s
h₀ : LocallyIntegrableOn (fun t ↦ S t - l * ↑t) (Set.Ici 1) volume
h₁ : IntegrableOn (fun t ↦ ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-s - 1)) (Set.Ici 1) volume
h₂ : IntegrableOn (fun t ↦ ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-1 - 1)) (Set.Ioc 1 T) volume
h₃ : (↑s - 1) * ∫ (t : ℝ) in Set.Ioi 1, ↑t ^ (-↑s) = 1
Cs : ℝ := ∫ (t : ℝ) in Set.Ioc 1 T, ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-s - 1)
h₄ : Cs ≤ C
⊢ Integrable (fun t ↦ S t * ↑t ^ (-↑s - 1)) (volume.restrict (Set.Ioi 1))

pp: case hg
f : ℕ → ℂ
l : ℂ
hlim : Tendsto (fun n ↦ (∑ k ∈ Icc 1 n, f k) / ↑n) atTop (𝓝 l)
hfS : ∀ (s : ℝ), 1 < s → LSeriesSummable f ↑s
ε : ℝ
hε : ε > 0
T : ℝ
hT₁ : 1 ≤ T
hT : ∀ (y : ℝ), T ≤ y → ‖∑ k ∈ Icc 1 ⌊y⌋₊, f k - l * ↑y‖ < ε * y
S : ℝ → ℂ := fun t ↦ ∑ k ∈ Icc 1 ⌊t⌋₊, f k
C : ℝ := ∫ (t : ℝ) in Set.Ioc 1 T, ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-1 - 1)
hC : 0 ≤ C
s : ℝ
hs : 1 < s
hs' : 0 ≤ (s - 1) * s
h₀ : LocallyIntegrableOn (fun t ↦ S t - l * ↑t) (Set.Ici 1) volume
h₁ : IntegrableOn (fun t ↦ ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-s - 1)) (Set.Ici 1) volume
h₂ : IntegrableOn (fun t ↦ ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-1 - 1)) (Set.Ioc 1 T) volume
h₃ : (↑s - 1) * ∫ (t : ℝ) in Set.Ioi 1, ↑t ^ (-↑s) = 1
Cs : ℝ := ∫ (t : ℝ) in Set.Ioc 1 T, ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-s - 1)
h₄ : Cs ≤ C
⊢ Integrable (fun t ↦ l * ↑t ^ (-↑s)) (volume.restrict (Set.Ioi 1))

Tactic:
· congr; ring

Goal state after:
case hf
f : ℕ → ℂ
l : ℂ
hlim : Tendsto (fun n ↦ (∑ k ∈ Icc 1 n, f k) / ↑n) atTop (𝓝 l)
hfS : ∀ (s : ℝ), 1 < s → LSeriesSummable f ↑s
ε : ℝ
hε : ε > 0
T : ℝ
hT₁ : 1 ≤ T
hT : ∀ (y : ℝ), T ≤ y → ‖∑ k ∈ Icc 1 ⌊y⌋₊, f k - l * ↑y‖ < ε * y
S : ℝ → ℂ := fun t ↦ ∑ k ∈ Icc 1 ⌊t⌋₊, f k
C : ℝ := ∫ (t : ℝ) in Set.Ioc 1 T, ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-1 - 1)
hC : 0 ≤ C
s : ℝ
hs : 1 < s
hs' : 0 ≤ (s - 1) * s
h₀ : LocallyIntegrableOn (fun t ↦ S t - l * ↑t) (Set.Ici 1) volume
h₁ : IntegrableOn (fun t ↦ ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-s - 1)) (Set.Ici 1) volume
h₂ : IntegrableOn (fun t ↦ ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-1 - 1)) (Set.Ioc 1 T) volume
h₃ : (↑s - 1) * ∫ (t : ℝ) in Set.Ioi 1, ↑t ^ (-↑s) = 1
Cs : ℝ := ∫ (t : ℝ) in Set.Ioc 1 T, ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-s - 1)
h₄ : Cs ≤ C
⊢ Integrable (fun t ↦ S t * ↑t ^ (-↑s - 1)) (volume.restrict (Set.Ioi 1))

case hg
f : ℕ → ℂ
l : ℂ
hlim : Tendsto (fun n ↦ (∑ k ∈ Icc 1 n, f k) / ↑n) atTop (𝓝 l)
hfS : ∀ (s : ℝ), 1 < s → LSeriesSummable f ↑s
ε : ℝ
hε : ε > 0
T : ℝ
hT₁ : 1 ≤ T
hT : ∀ (y : ℝ), T ≤ y → ‖∑ k ∈ Icc 1 ⌊y⌋₊, f k - l * ↑y‖ < ε * y
S : ℝ → ℂ := fun t ↦ ∑ k ∈ Icc 1 ⌊t⌋₊, f k
C : ℝ := ∫ (t : ℝ) in Set.Ioc 1 T, ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-1 - 1)
hC : 0 ≤ C
s : ℝ
hs : 1 < s
hs' : 0 ≤ (s - 1) * s
h₀ : LocallyIntegrableOn (fun t ↦ S t - l * ↑t) (Set.Ici 1) volume
h₁ : IntegrableOn (fun t ↦ ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-s - 1)) (Set.Ici 1) volume
h₂ : IntegrableOn (fun t ↦ ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-1 - 1)) (Set.Ioc 1 T) volume
h₃ : (↑s - 1) * ∫ (t : ℝ) in Set.Ioi 1, ↑t ^ (-↑s) = 1
Cs : ℝ := ∫ (t : ℝ) in Set.Ioc 1 T, ‖S t - l * ↑t‖ * t ^ (-s - 1)
h₄ : Cs ≤ C
⊢ Integrable (fun t ↦ l * ↑t ^ (-↑s)) (volume.restrict (Set.Ioi 1))