Theorem: NormedSpace.sphere_nonempty
File: Mathlib/Analysis/NormedSpace/Pointwise.lean

Proof steps:
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
inst✝ : Nontrivial E
x : E
r : ℝ
⊢ (sphere x r).Nonempty ↔ 0 ≤ r
state_after: case intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
inst✝ : Nontrivial E
x : E
r : ℝ
y : E
hy : y ≠ x
⊢ (sphere x r).Nonempty ↔ 0 ≤ r
tactic: obtain ⟨y, hy⟩ := exists_ne x
state_before: case intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
inst✝ : Nontrivial E
x : E
r : ℝ
y : E
hy : y ≠ x
⊢ (sphere x r).Nonempty ↔ 0 ≤ r
state_after: case intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
inst✝ : Nontrivial E
x : E
r : ℝ
y : E
hy : y ≠ x
hr : 0 ≤ r
⊢ r • ‖y - x‖⁻¹ • (y - x) + x ∈ sphere x r
tactic: refine ⟨fun h => nonempty_closedBall.1 (h.mono sphere_subset_closedBall), fun hr =>
    ⟨r • ‖y - x‖⁻¹ • (y - x) + x, ?_⟩⟩
state_before: case intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
inst✝ : Nontrivial E
x : E
r : ℝ
y : E
hy : y ≠ x
hr : 0 ≤ r
⊢ r • ‖y - x‖⁻¹ • (y - x) + x ∈ sphere x r
state_after: case intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
inst✝ : Nontrivial E
x : E
r : ℝ
y : E
hy : y ≠ x
hr : 0 ≤ r
this : ‖y - x‖ ≠ 0
⊢ r • ‖y - x‖⁻¹ • (y - x) + x ∈ sphere x r
tactic: have : ‖y - x‖ ≠ 0 := by simpa [sub_eq_zero]
state_before: case intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
inst✝ : Nontrivial E
x : E
r : ℝ
y : E
hy : y ≠ x
hr : 0 ≤ r
this : ‖y - x‖ ≠ 0
⊢ r • ‖y - x‖⁻¹ • (y - x) + x ∈ sphere x r
state_after: case intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
inst✝ : Nontrivial E
x : E
r : ℝ
y : E
hy : y ≠ x
hr : 0 ≤ r
this : ‖y - x‖ ≠ 0
⊢ |r| * (|‖y - x‖|⁻¹ * ‖y - x‖) = r
tactic: simp only [mem_sphere_iff_norm, add_sub_cancel_right, norm_smul, Real.norm_eq_abs, norm_inv,
    norm_norm, ne_eq, norm_eq_zero]
state_before: case intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
inst✝ : Nontrivial E
x : E
r : ℝ
y : E
hy : y ≠ x
hr : 0 ≤ r
this : ‖y - x‖ ≠ 0
⊢ |r| * (|‖y - x‖|⁻¹ * ‖y - x‖) = r
state_after: case intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
inst✝ : Nontrivial E
x : E
r : ℝ
y : E
hy : y ≠ x
hr : 0 ≤ r
this : ‖y - x‖ ≠ 0
⊢ |r| * (‖y - x‖⁻¹ * ‖y - x‖) = r
tactic: simp only [abs_norm, ne_eq, norm_eq_zero]
state_before: case intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
inst✝ : Nontrivial E
x : E
r : ℝ
y : E
hy : y ≠ x
hr : 0 ≤ r
this : ‖y - x‖ ≠ 0
⊢ |r| * (‖y - x‖⁻¹ * ‖y - x‖) = r
state_after: no goals
tactic: rw [inv_mul_cancel this, mul_one, abs_eq_self.mpr hr]