Theorem: BoxIntegral.norm_volume_sub_integral_face_upper_sub_lower_smul_le
File: Mathlib/Analysis/BoxIntegral/DivergenceTheorem.lean

Proof steps:
state_before: E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
⊢ ‖(∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)) • f' (Pi.single i 1) -
        (integral (I.face i) ⊥ (f ∘ i.insertNth (I.upper i)) BoxAdditiveMap.volume -
          integral (I.face i) ⊥ (f ∘ i.insertNth (I.lower i)) BoxAdditiveMap.volume)‖ ≤
    2 * ε * ↑c * ∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)
state_after: E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
⊢ ‖(∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)) • f' (Pi.single i 1) -
        (integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.upper i)) BoxAdditiveMap.volume -
          integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.lower i)) BoxAdditiveMap.volume)‖ ≤
    2 * ε * ↑c * ∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)
tactic: set e : ℝ → (Fin n → ℝ) → (Fin (n + 1) → ℝ) := i.insertNth (α := fun _ ↦ ℝ)
state_before: E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
⊢ ‖(∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)) • f' (Pi.single i 1) -
        (integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.upper i)) BoxAdditiveMap.volume -
          integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.lower i)) BoxAdditiveMap.volume)‖ ≤
    2 * ε * ↑c * ∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)
state_after: E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
⊢ ‖(∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)) • f' (Pi.single i 1) -
        (integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.upper i)) BoxAdditiveMap.volume -
          integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.lower i)) BoxAdditiveMap.volume)‖ ≤
    2 * ε * ↑c * ∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)
tactic: have Hl : I.lower i ∈ Icc (I.lower i) (I.upper i) := Set.left_mem_Icc.2 (I.lower_le_upper i)
state_before: E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
⊢ ‖(∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)) • f' (Pi.single i 1) -
        (integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.upper i)) BoxAdditiveMap.volume -
          integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.lower i)) BoxAdditiveMap.volume)‖ ≤
    2 * ε * ↑c * ∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)
state_after: E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hu : I.upper i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
⊢ ‖(∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)) • f' (Pi.single i 1) -
        (integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.upper i)) BoxAdditiveMap.volume -
          integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.lower i)) BoxAdditiveMap.volume)‖ ≤
    2 * ε * ↑c * ∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)
tactic: have Hu : I.upper i ∈ Icc (I.lower i) (I.upper i) := Set.right_mem_Icc.2 (I.lower_le_upper i)
state_before: E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hu : I.upper i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
⊢ ‖(∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)) • f' (Pi.single i 1) -
        (integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.upper i)) BoxAdditiveMap.volume -
          integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.lower i)) BoxAdditiveMap.volume)‖ ≤
    2 * ε * ↑c * ∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)
state_after: E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hu : I.upper i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hi : ∀ x ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i), Integrable (I.face i) ⊥ (f ∘ e x) BoxAdditiveMap.volume
⊢ ‖(∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)) • f' (Pi.single i 1) -
        (integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.upper i)) BoxAdditiveMap.volume -
          integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.lower i)) BoxAdditiveMap.volume)‖ ≤
    2 * ε * ↑c * ∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)
tactic: have Hi : ∀ x ∈ Icc (I.lower i) (I.upper i),
      Integrable.{0, u, u} (I.face i) ⊥ (f ∘ e x) BoxAdditiveMap.volume := fun x hx =>
    integrable_of_continuousOn _ (Box.continuousOn_face_Icc hfc hx) volume