Theorem: intervalIntegral.integral_unitInterval_deriv_eq_sub
File: Mathlib/MeasureTheory/Integral/FundThmCalculus.lean

Proof steps:
state_before: ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
A : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
f✝¹ : ℝ → E
g' g φ : ℝ → ℝ
a b : ℝ
inst✝³ : CompleteSpace E
f✝ f'✝ : ℝ → E
inst✝² : RCLike 𝕜
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : IsScalarTower ℝ 𝕜 E
f f' : 𝕜 → E
z₀ z₁ : 𝕜
hcont : ContinuousOn (fun t => f' (z₀ + t • z₁)) (Icc 0 1)
hderiv : ∀ t ∈ Icc 0 1, HasDerivAt f (f' (z₀ + t • z₁)) (z₀ + t • z₁)
⊢ z₁ • ∫ (t : ℝ) in 0 ..1, f' (z₀ + t • z₁) = f (z₀ + z₁) - f z₀
state_after: ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
A : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
f✝¹ : ℝ → E
g' g φ : ℝ → ℝ
a b : ℝ
inst✝³ : CompleteSpace E
f✝ f'✝ : ℝ → E
inst✝² : RCLike 𝕜
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : IsScalarTower ℝ 𝕜 E
f f' : 𝕜 → E
z₀ z₁ : 𝕜
hcont : ContinuousOn (fun t => f' (z₀ + t • z₁)) (Icc 0 1)
hderiv : ∀ t ∈ Icc 0 1, HasDerivAt f (f' (z₀ + t • z₁)) (z₀ + t • z₁)
γ : ℝ → 𝕜 := fun t => z₀ + t • z₁
⊢ z₁ • ∫ (t : ℝ) in 0 ..1, f' (z₀ + t • z₁) = f (z₀ + z₁) - f z₀
tactic: let γ (t : ℝ) : 𝕜 := z₀ + t • z₁
state_before: ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
A : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
f✝¹ : ℝ → E
g' g φ : ℝ → ℝ
a b : ℝ
inst✝³ : CompleteSpace E
f✝ f'✝ : ℝ → E
inst✝² : RCLike 𝕜
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : IsScalarTower ℝ 𝕜 E
f f' : 𝕜 → E
z₀ z₁ : 𝕜
hcont : ContinuousOn (fun t => f' (z₀ + t • z₁)) (Icc 0 1)
hderiv : ∀ t ∈ Icc 0 1, HasDerivAt f (f' (z₀ + t • z₁)) (z₀ + t • z₁)
γ : ℝ → 𝕜 := fun t => z₀ + t • z₁
⊢ z₁ • ∫ (t : ℝ) in 0 ..1, f' (z₀ + t • z₁) = f (z₀ + z₁) - f z₀
state_after: ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
A : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
f✝¹ : ℝ → E
g' g φ : ℝ → ℝ
a b : ℝ
inst✝³ : CompleteSpace E
f✝ f'✝ : ℝ → E
inst✝² : RCLike 𝕜
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : IsScalarTower ℝ 𝕜 E
f f' : 𝕜 → E
z₀ z₁ : 𝕜
hcont : ContinuousOn (fun t => f' (z₀ + t • z₁)) (Icc 0 1)
hderiv : ∀ t ∈ Icc 0 1, HasDerivAt f (f' (z₀ + t • z₁)) (z₀ + t • z₁)
γ : ℝ → 𝕜 := fun t => z₀ + t • z₁
hint : IntervalIntegrable (z₁ • f' ∘ γ) volume 0 1
⊢ z₁ • ∫ (t : ℝ) in 0 ..1, f' (z₀ + t • z₁) = f (z₀ + z₁) - f z₀
tactic: have hint : IntervalIntegrable (z₁ • (f' ∘ γ)) MeasureTheory.volume 0 1 :=
    (ContinuousOn.const_smul hcont z₁).intervalIntegrable_of_Icc zero_le_one
state_before: ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
A : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
f✝¹ : ℝ → E
g' g φ : ℝ → ℝ
a b : ℝ
inst✝³ : CompleteSpace E
f✝ f'✝ : ℝ → E
inst✝² : RCLike 𝕜
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : IsScalarTower ℝ 𝕜 E
f f' : 𝕜 → E
z₀ z₁ : 𝕜
hcont : ContinuousOn (fun t => f' (z₀ + t • z₁)) (Icc 0 1)
hderiv : ∀ t ∈ Icc 0 1, HasDerivAt f (f' (z₀ + t • z₁)) (z₀ + t • z₁)
γ : ℝ → 𝕜 := fun t => z₀ + t • z₁
hint : IntervalIntegrable (z₁ • f' ∘ γ) volume 0 1
⊢ z₁ • ∫ (t : ℝ) in 0 ..1, f' (z₀ + t • z₁) = f (z₀ + z₁) - f z₀
state_after: ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
A : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
f✝¹ : ℝ → E
g' g φ : ℝ → ℝ
a b : ℝ
inst✝³ : CompleteSpace E
f✝ f'✝ : ℝ → E
inst✝² : RCLike 𝕜
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : IsScalarTower ℝ 𝕜 E
f f' : 𝕜 → E
z₀ z₁ : 𝕜
hcont : ContinuousOn (fun t => f' (z₀ + t • z₁)) (Icc 0 1)
hderiv : ∀ t ∈ Icc 0 1, HasDerivAt f (f' (z₀ + t • z₁)) (z₀ + t • z₁)
γ : ℝ → 𝕜 := fun t => z₀ + t • z₁
hint : IntervalIntegrable (z₁ • f' ∘ γ) volume 0 1
hderiv' : ∀ t ∈ [[0, 1]], HasDerivAt (f ∘ γ) (z₁ • (f' ∘ γ) t) t
⊢ z₁ • ∫ (t : ℝ) in 0 ..1, f' (z₀ + t • z₁) = f (z₀ + z₁) - f z₀
tactic: have hderiv' : ∀ t ∈ Set.uIcc (0 : ℝ) 1, HasDerivAt (f ∘ γ) (z₁ • (f' ∘ γ) t) t := by
    intro t ht
    refine (hderiv t <| (Set.uIcc_of_le (α := ℝ) zero_le_one).symm ▸ ht).scomp t ?_
    have : HasDerivAt (fun t : ℝ ↦ t • z₁) z₁ t := by
      convert (hasDerivAt_id t).smul_const (F := 𝕜) _ using 1
      simp only [one_smul]
    exact this.const_add z₀
state_before: ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
A : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
f✝¹ : ℝ → E
g' g φ : ℝ → ℝ
a b : ℝ
inst✝³ : CompleteSpace E
f✝ f'✝ : ℝ → E
inst✝² : RCLike 𝕜
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : IsScalarTower ℝ 𝕜 E
f f' : 𝕜 → E
z₀ z₁ : 𝕜
hcont : ContinuousOn (fun t => f' (z₀ + t • z₁)) (Icc 0 1)
hderiv : ∀ t ∈ Icc 0 1, HasDerivAt f (f' (z₀ + t • z₁)) (z₀ + t • z₁)
γ : ℝ → 𝕜 := fun t => z₀ + t • z₁
hint : IntervalIntegrable (z₁ • f' ∘ γ) volume 0 1
hderiv' : ∀ t ∈ [[0, 1]], HasDerivAt (f ∘ γ) (z₁ • (f' ∘ γ) t) t
⊢ z₁ • ∫ (t : ℝ) in 0 ..1, f' (z₀ + t • z₁) = f (z₀ + z₁) - f z₀
state_after: case h.e'_2
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
A : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
f✝¹ : ℝ → E
g' g φ : ℝ → ℝ
a b : ℝ
inst✝³ : CompleteSpace E
f✝ f'✝ : ℝ → E
inst✝² : RCLike 𝕜
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : IsScalarTower ℝ 𝕜 E
f f' : 𝕜 → E
z₀ z₁ : 𝕜
hcont : ContinuousOn (fun t => f' (z₀ + t • z₁)) (Icc 0 1)
hderiv : ∀ t ∈ Icc 0 1, HasDerivAt f (f' (z₀ + t • z₁)) (z₀ + t • z₁)
γ : ℝ → 𝕜 := fun t => z₀ + t • z₁
hint : IntervalIntegrable (z₁ • f' ∘ γ) volume 0 1
hderiv' : ∀ t ∈ [[0, 1]], HasDerivAt (f ∘ γ) (z₁ • (f' ∘ γ) t) t
⊢ z₁ • ∫ (t : ℝ) in 0 ..1, f' (z₀ + t • z₁) = ∫ (y : ℝ) in 0 ..1, z₁ • (f' ∘ γ) y

case h.e'_3
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
A : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
f✝¹ : ℝ → E
g' g φ : ℝ → ℝ
a b : ℝ
inst✝³ : CompleteSpace E
f✝ f'✝ : ℝ → E
inst✝² : RCLike 𝕜
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : IsScalarTower ℝ 𝕜 E
f f' : 𝕜 → E
z₀ z₁ : 𝕜
hcont : ContinuousOn (fun t => f' (z₀ + t • z₁)) (Icc 0 1)
hderiv : ∀ t ∈ Icc 0 1, HasDerivAt f (f' (z₀ + t • z₁)) (z₀ + t • z₁)
γ : ℝ → 𝕜 := fun t => z₀ + t • z₁
hint : IntervalIntegrable (z₁ • f' ∘ γ) volume 0 1
hderiv' : ∀ t ∈ [[0, 1]], HasDerivAt (f ∘ γ) (z₁ • (f' ∘ γ) t) t
⊢ f (z₀ + z₁) - f z₀ = (f ∘ γ) 1 - (f ∘ γ) 0
tactic: convert (integral_eq_sub_of_hasDerivAt hderiv' hint) using 1