Theorem: MeasureTheory.unifIntegrable_of_tendsto_Lp_zero
File: Mathlib/MeasureTheory/Function/UniformIntegrable.lean

Proof steps:
state_before: α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : Tendsto (fun n => eLpNorm (f n) p μ) atTop (𝓝 0)
⊢ UnifIntegrable f p μ
state_after: α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : Tendsto (fun n => eLpNorm (f n) p μ) atTop (𝓝 0)
ε : ℝ
hε : 0 < ε
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
tactic: intro ε hε
state_before: α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : Tendsto (fun n => eLpNorm (f n) p μ) atTop (𝓝 0)
ε : ℝ
hε : 0 < ε
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
state_after: α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
tactic: rw [ENNReal.tendsto_atTop_zero] at hf_tendsto
state_before: α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
state_after: case intro
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
tactic: obtain ⟨N, hN⟩ := hf_tendsto (ENNReal.ofReal ε) (by simpa)
state_before: case intro
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
state_after: case intro
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
F : Fin N → α → β := fun n => f ↑n
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
tactic: let F : Fin N → α → β := fun n => f n
state_before: case intro
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
F : Fin N → α → β := fun n => f ↑n
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
state_after: case intro
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
F : Fin N → α → β := fun n => f ↑n
hF : ∀ (n : Fin N), Memℒp (F n) p μ
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
tactic: have hF : ∀ n, Memℒp (F n) p μ := fun n => hf n
state_before: case intro
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
F : Fin N → α → β := fun n => f ↑n
hF : ∀ (n : Fin N), Memℒp (F n) p μ
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
state_after: case intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
F : Fin N → α → β := fun n => f ↑n
hF : ∀ (n : Fin N), Memℒp (F n) p μ
δ₁ : ℝ
hδpos₁ : 0 < δ₁
hδ₁ :
  ∀ (i : Fin N) (s : Set α),
    MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ₁ → eLpNorm (s.indicator (F i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
tactic: obtain ⟨δ₁, hδpos₁, hδ₁⟩ := unifIntegrable_fin hp hp' hF hε
state_before: case intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
F : Fin N → α → β := fun n => f ↑n
hF : ∀ (n : Fin N), Memℒp (F n) p μ
δ₁ : ℝ
hδpos₁ : 0 < δ₁
hδ₁ :
  ∀ (i : Fin N) (s : Set α),
    MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ₁ → eLpNorm (s.indicator (F i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
⊢ ∃ δ,
    ∃ (_ : 0 < δ),
      ∀ (i : ℕ) (s : Set α),
        MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ → eLpNorm (s.indicator (f i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
state_after: case intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
F : Fin N → α → β := fun n => f ↑n
hF : ∀ (n : Fin N), Memℒp (F n) p μ
δ₁ : ℝ
hδpos₁ : 0 < δ₁
hδ₁ :
  ∀ (i : Fin N) (s : Set α),
    MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ₁ → eLpNorm (s.indicator (F i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
n : ℕ
s : Set α
hs : MeasurableSet s
hμs : μ s ≤ ENNReal.ofReal δ₁
⊢ eLpNorm (s.indicator (f n)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
tactic: refine ⟨δ₁, hδpos₁, fun n s hs hμs => ?_⟩
state_before: case intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
F : Fin N → α → β := fun n => f ↑n
hF : ∀ (n : Fin N), Memℒp (F n) p μ
δ₁ : ℝ
hδpos₁ : 0 < δ₁
hδ₁ :
  ∀ (i : Fin N) (s : Set α),
    MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ₁ → eLpNorm (s.indicator (F i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
n : ℕ
s : Set α
hs : MeasurableSet s
hμs : μ s ≤ ENNReal.ofReal δ₁
⊢ eLpNorm (s.indicator (f n)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
state_after: case pos
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
F : Fin N → α → β := fun n => f ↑n
hF : ∀ (n : Fin N), Memℒp (F n) p μ
δ₁ : ℝ
hδpos₁ : 0 < δ₁
hδ₁ :
  ∀ (i : Fin N) (s : Set α),
    MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ₁ → eLpNorm (s.indicator (F i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
n : ℕ
s : Set α
hs : MeasurableSet s
hμs : μ s ≤ ENNReal.ofReal δ₁
hn : n < N
⊢ eLpNorm (s.indicator (f n)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε

case neg
α : Type u_1
β : Type u_2
ι : Type u_3
m : MeasurableSpace α
μ : Measure α
inst✝ : NormedAddCommGroup β
p : ℝ≥0∞
f : ℕ → α → β
g : α → β
hp : 1 ≤ p
hp' : p ≠ ⊤
hf : ∀ (n : ℕ), Memℒp (f n) p μ
hf_tendsto : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
N : ℕ
hN : ∀ n ≥ N, eLpNorm (f n) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
F : Fin N → α → β := fun n => f ↑n
hF : ∀ (n : Fin N), Memℒp (F n) p μ
δ₁ : ℝ
hδpos₁ : 0 < δ₁
hδ₁ :
  ∀ (i : Fin N) (s : Set α),
    MeasurableSet s → μ s ≤ ENNReal.ofReal δ₁ → eLpNorm (s.indicator (F i)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
n : ℕ
s : Set α
hs : MeasurableSet s
hμs : μ s ≤ ENNReal.ofReal δ₁
hn : ¬n < N
⊢ eLpNorm (s.indicator (f n)) p μ ≤ ENNReal.ofReal ε
tactic: by_cases hn : n < N