Theorem: rpow_one_add_lt_one_add_mul_self
File: Mathlib/Analysis/Convex/SpecificFunctions/Basic.lean

Proof steps:
state_before: s : ℝ
hs : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
⊢ (1 + s) ^ p < 1 + p * s
state_after: case inl
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 ≤ -1
hs' : -1 ≠ 0
⊢ (1 + -1) ^ p < 1 + p * -1

case inr
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
⊢ (1 + s) ^ p < 1 + p * s
tactic: rcases eq_or_lt_of_le hs with rfl | hs
state_before: case inr
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
⊢ (1 + s) ^ p < 1 + p * s
state_after: case inr
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
⊢ (1 + s) ^ p < 1 + p * s
tactic: have hs1 : 0 < 1 + s := neg_lt_iff_pos_add'.mp hs
state_before: case inr
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
hs2 : 0 < 1 + p * s
⊢ (1 + s) ^ p < 1 + p * s
state_after: case inr
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
hs2 : 0 < 1 + p * s
hs3 : 1 + s ≠ 1
⊢ (1 + s) ^ p < 1 + p * s
tactic: have hs3 : 1 + s ≠ 1 := hs' ∘ add_right_eq_self.mp
state_before: case inr
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
hs2 : 0 < 1 + p * s
hs3 : 1 + s ≠ 1
⊢ (1 + s) ^ p < 1 + p * s
state_after: case inr
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
hs2 : 0 < 1 + p * s
hs3 : 1 + s ≠ 1
hs4 : 1 + p * s ≠ 1
⊢ (1 + s) ^ p < 1 + p * s
tactic: have hs4 : 1 + p * s ≠ 1 := by
    contrapose! hs'; rwa [add_right_eq_self, mul_eq_zero, eq_false_intro hp1.ne', false_or] at hs'
state_before: case inr
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
hs2 : 0 < 1 + p * s
hs3 : 1 + s ≠ 1
hs4 : 1 + p * s ≠ 1
⊢ (1 + s) ^ p < 1 + p * s
state_after: case inr
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
hs2 : 0 < 1 + p * s
hs3 : 1 + s ≠ 1
hs4 : 1 + p * s ≠ 1
⊢ rexp (log (1 + s) * p) < rexp (log (1 + p * s))
tactic: rw [rpow_def_of_pos hs1, ← exp_log hs2]
state_before: case inr
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
hs2 : 0 < 1 + p * s
hs3 : 1 + s ≠ 1
hs4 : 1 + p * s ≠ 1
⊢ rexp (log (1 + s) * p) < rexp (log (1 + p * s))
state_after: case inr.a
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
hs2 : 0 < 1 + p * s
hs3 : 1 + s ≠ 1
hs4 : 1 + p * s ≠ 1
⊢ log (1 + s) * p < log (1 + p * s)
tactic: apply exp_strictMono
state_before: case inr.a
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs' : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
hs2 : 0 < 1 + p * s
hs3 : 1 + s ≠ 1
hs4 : 1 + p * s ≠ 1
⊢ log (1 + s) * p < log (1 + p * s)
state_after: case inr.a.inl
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs'✝ : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
hs2 : 0 < 1 + p * s
hs3 : 1 + s ≠ 1
hs4 : 1 + p * s ≠ 1
hs' : s < 0
⊢ log (1 + s) * p < log (1 + p * s)

case inr.a.inr
s : ℝ
hs✝ : -1 ≤ s
hs'✝ : s ≠ 0
p : ℝ
hp1 : 0 < p
hp2 : p < 1
hs : -1 < s
hs1 : 0 < 1 + s
hs2 : 0 < 1 + p * s
hs3 : 1 + s ≠ 1
hs4 : 1 + p * s ≠ 1
hs' : s > 0
⊢ log (1 + s) * p < log (1 + p * s)
tactic: cases' lt_or_gt_of_ne hs' with hs' hs'