Theorem: mapsTo_tangentCone_pi
File: Mathlib/Analysis/Calculus/TangentCone.lean

Proof steps:
state_before: 𝕜 : Type u_1
inst✝⁹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E✝ : Type u_2
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup E✝
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 E✝
F : Type u_3
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : NormedSpace ℝ G
x✝ y : E✝
s✝ t : Set E✝
ι : Type u_5
inst✝² : DecidableEq ι
E : ι → Type u_6
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace 𝕜 (E i)
s : (i : ι) → Set (E i)
x : (i : ι) → E i
i : ι
hi : ∀ (j : ι), j ≠ i → x j ∈ closure (s j)
⊢ MapsTo (⇑(LinearMap.single i)) (tangentConeAt 𝕜 (s i) (x i)) (tangentConeAt 𝕜 (univ.pi s) x)
state_after: case intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝⁹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E✝ : Type u_2
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup E✝
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 E✝
F : Type u_3
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : NormedSpace ℝ G
x✝ y : E✝
s✝ t : Set E✝
ι : Type u_5
inst✝² : DecidableEq ι
E : ι → Type u_6
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace 𝕜 (E i)
s : (i : ι) → Set (E i)
x : (i : ι) → E i
i : ι
hi : ∀ (j : ι), j ≠ i → x j ∈ closure (s j)
w : E i
c : ℕ → 𝕜
d : ℕ → E i
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, x i + d n ∈ s i
hc : Tendsto (fun n => ‖c n‖) atTop atTop
hy : Tendsto (fun n => c n • d n) atTop (𝓝 w)
⊢ (LinearMap.single i) w ∈ tangentConeAt 𝕜 (univ.pi s) x
tactic: rintro w ⟨c, d, hd, hc, hy⟩
state_before: case intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝⁹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E✝ : Type u_2
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup E✝
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 E✝
F : Type u_3
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : NormedSpace ℝ G
x✝ y : E✝
s✝ t : Set E✝
ι : Type u_5
inst✝² : DecidableEq ι
E : ι → Type u_6
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace 𝕜 (E i)
s : (i : ι) → Set (E i)
x : (i : ι) → E i
i : ι
hi : ∀ (j : ι), j ≠ i → x j ∈ closure (s j)
w : E i
c : ℕ → 𝕜
d : ℕ → E i
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, x i + d n ∈ s i
hc : Tendsto (fun n => ‖c n‖) atTop atTop
hy : Tendsto (fun n => c n • d n) atTop (𝓝 w)
⊢ (LinearMap.single i) w ∈ tangentConeAt 𝕜 (univ.pi s) x
state_after: case intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝⁹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E✝ : Type u_2
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup E✝
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 E✝
F : Type u_3
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : NormedSpace ℝ G
x✝ y : E✝
s✝ t : Set E✝
ι : Type u_5
inst✝² : DecidableEq ι
E : ι → Type u_6
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace 𝕜 (E i)
s : (i : ι) → Set (E i)
x : (i : ι) → E i
i : ι
hi : ∀ (j : ι), j ≠ i → x j ∈ closure (s j)
w : E i
c : ℕ → 𝕜
d : ℕ → E i
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, x i + d n ∈ s i
hc : Tendsto (fun n => ‖c n‖) atTop atTop
hy : Tendsto (fun n => c n • d n) atTop (𝓝 w)
this : ∀ (n : ℕ) (j : ι), j ≠ i → ∃ d', x j + d' ∈ s j ∧ ‖c n • d'‖ < (1 / 2) ^ n
⊢ (LinearMap.single i) w ∈ tangentConeAt 𝕜 (univ.pi s) x
tactic: have : ∀ n, ∀ j ≠ i, ∃ d', x j + d' ∈ s j ∧ ‖c n • d'‖ < (1 / 2 : ℝ) ^ n := fun n j hj ↦ by
    rcases mem_closure_iff_nhds.1 (hi j hj) _
        (eventually_nhds_norm_smul_sub_lt (c n) (x j) (pow_pos one_half_pos n)) with
      ⟨z, hz, hzs⟩
    exact ⟨z - x j, by simpa using hzs, by simpa using hz⟩
state_before: case intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝⁹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E✝ : Type u_2
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup E✝
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 E✝
F : Type u_3
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : NormedSpace ℝ G
x✝ y : E✝
s✝ t : Set E✝
ι : Type u_5
inst✝² : DecidableEq ι
E : ι → Type u_6
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace 𝕜 (E i)
s : (i : ι) → Set (E i)
x : (i : ι) → E i
i : ι
hi : ∀ (j : ι), j ≠ i → x j ∈ closure (s j)
w : E i
c : ℕ → 𝕜
d : ℕ → E i
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, x i + d n ∈ s i
hc : Tendsto (fun n => ‖c n‖) atTop atTop
hy : Tendsto (fun n => c n • d n) atTop (𝓝 w)
this : ∀ (n : ℕ) (j : ι), j ≠ i → ∃ d', x j + d' ∈ s j ∧ ‖c n • d'‖ < (1 / 2) ^ n
⊢ (LinearMap.single i) w ∈ tangentConeAt 𝕜 (univ.pi s) x
state_after: case intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝⁹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E✝ : Type u_2
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup E✝
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 E✝
F : Type u_3
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : NormedSpace ℝ G
x✝ y : E✝
s✝ t : Set E✝
ι : Type u_5
inst✝² : DecidableEq ι
E : ι → Type u_6
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace 𝕜 (E i)
s : (i : ι) → Set (E i)
x : (i : ι) → E i
i : ι
hi : ∀ (j : ι), j ≠ i → x j ∈ closure (s j)
w : E i
c : ℕ → 𝕜
d : ℕ → E i
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, x i + d n ∈ s i
hc : Tendsto (fun n => ‖c n‖) atTop atTop
hy : Tendsto (fun n => c n • d n) atTop (𝓝 w)
d' : ℕ → (j : ι) → E j
hd's : ∀ (n : ℕ) (j : ι), j ≠ i → x j + d' n j ∈ s j
hcd' : ∀ (n : ℕ) (j : ι), j ≠ i → ‖c n • d' n j‖ < (1 / 2) ^ n
⊢ (LinearMap.single i) w ∈ tangentConeAt 𝕜 (univ.pi s) x
tactic: choose! d' hd's hcd' using this
state_before: case intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝⁹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E✝ : Type u_2
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup E✝
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 E✝
F : Type u_3
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : NormedSpace ℝ G
x✝ y : E✝
s✝ t : Set E✝
ι : Type u_5
inst✝² : DecidableEq ι
E : ι → Type u_6
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace 𝕜 (E i)
s : (i : ι) → Set (E i)
x : (i : ι) → E i
i : ι
hi : ∀ (j : ι), j ≠ i → x j ∈ closure (s j)
w : E i
c : ℕ → 𝕜
d : ℕ → E i
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, x i + d n ∈ s i
hc : Tendsto (fun n => ‖c n‖) atTop atTop
hy : Tendsto (fun n => c n • d n) atTop (𝓝 w)
d' : ℕ → (j : ι) → E j
hd's : ∀ (n : ℕ) (j : ι), j ≠ i → x j + d' n j ∈ s j
hcd' : ∀ (n : ℕ) (j : ι), j ≠ i → ‖c n • d' n j‖ < (1 / 2) ^ n
⊢ (LinearMap.single i) w ∈ tangentConeAt 𝕜 (univ.pi s) x
state_after: case intro.intro.intro.intro.refine_1
𝕜 : Type u_1
inst✝⁹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E✝ : Type u_2
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup E✝
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 E✝
F : Type u_3
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : NormedSpace ℝ G
x✝¹ y : E✝
s✝ t : Set E✝
ι : Type u_5
inst✝² : DecidableEq ι
E : ι → Type u_6
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace 𝕜 (E i)
s : (i : ι) → Set (E i)
x : (i : ι) → E i
i : ι
hi : ∀ (j : ι), j ≠ i → x j ∈ closure (s j)
w : E i
c : ℕ → 𝕜
d : ℕ → E i
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, x i + d n ∈ s i
hc : Tendsto (fun n => ‖c n‖) atTop atTop
hy : Tendsto (fun n => c n • d n) atTop (𝓝 w)
d' : ℕ → (j : ι) → E j
hd's : ∀ (n : ℕ) (j : ι), j ≠ i → x j + d' n j ∈ s j
hcd' : ∀ (n : ℕ) (j : ι), j ≠ i → ‖c n • d' n j‖ < (1 / 2) ^ n
n : ℕ
hn : x i + d n ∈ s i
j : ι
x✝ : j ∈ univ
⊢ (x + (fun n => Function.update (d' n) i (d n)) n) j ∈ s j

case intro.intro.intro.intro.refine_2
𝕜 : Type u_1
inst✝⁹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E✝ : Type u_2
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup E✝
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 E✝
F : Type u_3
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : NormedSpace ℝ G
x✝ y : E✝
s✝ t : Set E✝
ι : Type u_5
inst✝² : DecidableEq ι
E : ι → Type u_6
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (E i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace 𝕜 (E i)
s : (i : ι) → Set (E i)
x : (i : ι) → E i
i : ι
hi : ∀ (j : ι), j ≠ i → x j ∈ closure (s j)
w : E i
c : ℕ → 𝕜
d : ℕ → E i
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, x i + d n ∈ s i
hc : Tendsto (fun n => ‖c n‖) atTop atTop
hy : Tendsto (fun n => c n • d n) atTop (𝓝 w)
d' : ℕ → (j : ι) → E j
hd's : ∀ (n : ℕ) (j : ι), j ≠ i → x j + d' n j ∈ s j
hcd' : ∀ (n : ℕ) (j : ι), j ≠ i → ‖c n • d' n j‖ < (1 / 2) ^ n
j : ι
⊢ Tendsto (fun i_1 => (c i_1 • (fun n => Function.update (d' n) i (d n)) i_1) j) atTop (𝓝 ((LinearMap.single i) w j))
tactic: refine ⟨c, fun n => Function.update (d' n) i (d n), hd.mono fun n hn j _ => ?_, hc,
      tendsto_pi_nhds.2 fun j => ?_⟩