Theorem: MeasureTheory.llr_smul_left
File: Mathlib/MeasureTheory/Measure/LogLikelihoodRatio.lean

Proof steps:
state_before: α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
⊢ llr (c • μ) ν =ᶠ[ae μ] fun x => llr μ ν x + log c.toReal
state_after: α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
⊢ (fun x => log ((c • μ).rnDeriv ν x).toReal) =ᶠ[ae μ] fun x => log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
tactic: simp only [llr, llr_def]
state_before: α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
⊢ (fun x => log ((c • μ).rnDeriv ν x).toReal) =ᶠ[ae μ] fun x => log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
state_after: α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
⊢ (fun x => log ((c • μ).rnDeriv ν x).toReal) =ᶠ[ae μ] fun x => log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
tactic: have h := Measure.rnDeriv_smul_left_of_ne_top μ ν hc_ne_top
state_before: α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
⊢ (fun x => log ((c • μ).rnDeriv ν x).toReal) =ᶠ[ae μ] fun x => log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
state_after: case h
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ log ((c • μ).rnDeriv ν x).toReal = log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
tactic: filter_upwards [hμν.ae_le h, Measure.rnDeriv_pos hμν, hμν.ae_le (Measure.rnDeriv_lt_top μ ν)]
    with x hx_eq hx_pos hx_ne_top
state_before: case h
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ log ((c • μ).rnDeriv ν x).toReal = log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
state_after: case h
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ log ((c • μ.rnDeriv ν) x).toReal = log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
tactic: rw [hx_eq]
state_before: case h
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ log ((c • μ.rnDeriv ν) x).toReal = log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
state_after: case h
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ log (c.toReal * (μ.rnDeriv ν x).toReal) = log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
tactic: simp only [Pi.smul_apply, smul_eq_mul, ENNReal.toReal_mul]
state_before: case h
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ log (c.toReal * (μ.rnDeriv ν x).toReal) = log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
state_after: case h
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ log c.toReal + log (μ.rnDeriv ν x).toReal = log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal

case h.hx
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ c.toReal ≠ 0

case h.hy
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ (μ.rnDeriv ν x).toReal ≠ 0
tactic: rw [log_mul]
state_before: case h
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ log c.toReal + log (μ.rnDeriv ν x).toReal = log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal

case h.hx
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ c.toReal ≠ 0

case h.hy
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ (μ.rnDeriv ν x).toReal ≠ 0
state_after: case h.hx
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ c.toReal ≠ 0

case h.hy
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ (μ.rnDeriv ν x).toReal ≠ 0

case h
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ log c.toReal + log (μ.rnDeriv ν x).toReal = log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
tactic: rotate_left
state_before: case h
α : Type u_1
mα : MeasurableSpace α
μ ν : Measure α
f : α → ℝ
inst✝¹ : IsFiniteMeasure μ
inst✝ : μ.HaveLebesgueDecomposition ν
hμν : μ ≪ ν
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ 0
hc_ne_top : c ≠ ⊤
h : (c • μ).rnDeriv ν =ᶠ[ae ν] c • μ.rnDeriv ν
x : α
hx_eq : (c • μ).rnDeriv ν x = (c • μ.rnDeriv ν) x
hx_pos : 0 < μ.rnDeriv ν x
hx_ne_top : μ.rnDeriv ν x < ⊤
⊢ log c.toReal + log (μ.rnDeriv ν x).toReal = log (μ.rnDeriv ν x).toReal + log c.toReal
state_after: no goals
tactic: ring