Theorem: LowerSemicontinuousWithinAt.add'
File: Mathlib/Topology/Semicontinuous.lean

Proof steps:
state_before: α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
β : Type u_2
inst✝³ : Preorder β
f✝ g✝ : α → β
x : α
s t : Set α
y z : β
ι : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝² : LinearOrderedAddCommMonoid γ
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : OrderTopology γ
f g : α → γ
hf : LowerSemicontinuousWithinAt f s x
hg : LowerSemicontinuousWithinAt g s x
hcont : ContinuousAt (fun p => p.1 + p.2) (f x, g x)
⊢ LowerSemicontinuousWithinAt (fun z => f z + g z) s x
state_after: α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
β : Type u_2
inst✝³ : Preorder β
f✝ g✝ : α → β
x : α
s t : Set α
y✝ z : β
ι : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝² : LinearOrderedAddCommMonoid γ
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : OrderTopology γ
f g : α → γ
hf : LowerSemicontinuousWithinAt f s x
hg : LowerSemicontinuousWithinAt g s x
hcont : ContinuousAt (fun p => p.1 + p.2) (f x, g x)
y : γ
hy : y < (fun z => f z + g z) x
⊢ ∀ᶠ (x' : α) in 𝓝[s] x, y < (fun z => f z + g z) x'
tactic: intro y hy
state_before: α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
β : Type u_2
inst✝³ : Preorder β
f✝ g✝ : α → β
x : α
s t : Set α
y✝ z : β
ι : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝² : LinearOrderedAddCommMonoid γ
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : OrderTopology γ
f g : α → γ
hf : LowerSemicontinuousWithinAt f s x
hg : LowerSemicontinuousWithinAt g s x
hcont : ContinuousAt (fun p => p.1 + p.2) (f x, g x)
y : γ
hy : y < (fun z => f z + g z) x
⊢ ∀ᶠ (x' : α) in 𝓝[s] x, y < (fun z => f z + g z) x'
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
β : Type u_2
inst✝³ : Preorder β
f✝ g✝ : α → β
x : α
s t : Set α
y✝ z : β
ι : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝² : LinearOrderedAddCommMonoid γ
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : OrderTopology γ
f g : α → γ
hf : LowerSemicontinuousWithinAt f s x
hg : LowerSemicontinuousWithinAt g s x
hcont : ContinuousAt (fun p => p.1 + p.2) (f x, g x)
y : γ
hy : y < (fun z => f z + g z) x
u v : Set γ
u_open : IsOpen u
xu : f x ∈ u
v_open : IsOpen v
xv : g x ∈ v
h : u ×ˢ v ⊆ {p | y < p.1 + p.2}
⊢ ∀ᶠ (x' : α) in 𝓝[s] x, y < (fun z => f z + g z) x'
tactic: obtain ⟨u, v, u_open, xu, v_open, xv, h⟩ :
    ∃ u v : Set γ,
      IsOpen u ∧ f x ∈ u ∧ IsOpen v ∧ g x ∈ v ∧ u ×ˢ v ⊆ { p : γ × γ | y < p.fst + p.snd } :=
    mem_nhds_prod_iff'.1 (hcont (isOpen_Ioi.mem_nhds hy))
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
β : Type u_2
inst✝³ : Preorder β
f✝ g✝ : α → β
x : α
s t : Set α
y✝ z : β
ι : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝² : LinearOrderedAddCommMonoid γ
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : OrderTopology γ
f g : α → γ
hf : LowerSemicontinuousWithinAt f s x
hg : LowerSemicontinuousWithinAt g s x
hcont : ContinuousAt (fun p => p.1 + p.2) (f x, g x)
y : γ
hy : y < (fun z => f z + g z) x
u v : Set γ
u_open : IsOpen u
xu : f x ∈ u
v_open : IsOpen v
xv : g x ∈ v
h : u ×ˢ v ⊆ {p | y < p.1 + p.2}
⊢ ∀ᶠ (x' : α) in 𝓝[s] x, y < (fun z => f z + g z) x'
state_after: case pos
α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
β : Type u_2
inst✝³ : Preorder β
f✝ g✝ : α → β
x : α
s t : Set α
y✝ z : β
ι : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝² : LinearOrderedAddCommMonoid γ
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : OrderTopology γ
f g : α → γ
hf : LowerSemicontinuousWithinAt f s x
hg : LowerSemicontinuousWithinAt g s x
hcont : ContinuousAt (fun p => p.1 + p.2) (f x, g x)
y : γ
hy : y < (fun z => f z + g z) x
u v : Set γ
u_open : IsOpen u
xu : f x ∈ u
v_open : IsOpen v
xv : g x ∈ v
h : u ×ˢ v ⊆ {p | y < p.1 + p.2}
hx₁ : ∃ l, l < f x
⊢ ∀ᶠ (x' : α) in 𝓝[s] x, y < (fun z => f z + g z) x'

case neg
α : Type u_1
inst✝⁴ : TopologicalSpace α
β : Type u_2
inst✝³ : Preorder β
f✝ g✝ : α → β
x : α
s t : Set α
y✝ z : β
ι : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝² : LinearOrderedAddCommMonoid γ
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : OrderTopology γ
f g : α → γ
hf : LowerSemicontinuousWithinAt f s x
hg : LowerSemicontinuousWithinAt g s x
hcont : ContinuousAt (fun p => p.1 + p.2) (f x, g x)
y : γ
hy : y < (fun z => f z + g z) x
u v : Set γ
u_open : IsOpen u
xu : f x ∈ u
v_open : IsOpen v
xv : g x ∈ v
h : u ×ˢ v ⊆ {p | y < p.1 + p.2}
hx₁ : ¬∃ l, l < f x
⊢ ∀ᶠ (x' : α) in 𝓝[s] x, y < (fun z => f z + g z) x'
tactic: by_cases hx₁ : ∃ l, l < f x