import Mathlib
import Optlib


open Set Real

open Set Real PNat

theorem extracted_formal_statement_29 : 0 < 2 := sorry

Tactic state before:
E : Type u_1
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : InnerProductSpace ℝ E
inst✝ : CompleteSpace E
f h : E → ℝ
f' : E → E
x0 : E
alg : Nesterov_first f h f' x0
xm : E
minφ : IsMinOn (f + h) univ xm
h1 :
  ∀ (k : ℕ),
    Nesterov_first.y f h f' x0 k - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) -
        Nesterov_first.t f h f' x0 k • f' (Nesterov_first.y f h f' x0 k) ∈
      SubderivAt (Nesterov_first.t f h f' x0 k • h) (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1))
hieq1 :
  ∀ (z : E) (k : ℕ),
    Nesterov_first.t f h f' x0 k * h (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
        inner
          (Nesterov_first.y f h f' x0 k - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) -
            Nesterov_first.t f h f' x0 k • f' (Nesterov_first.y f h f' x0 k))
          (z - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) ≤
      Nesterov_first.t f h f' x0 k * h z
hieq2 :
  ∀ (z : E) (k : ℕ),
    h (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) ≤
      h z +
        inner
          (f' (Nesterov_first.y f h f' x0 k) +
            (1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k) • (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k))
          (z - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1))
fieq1 : ∀ (k : ℕ) (x y : E), f x ≤ f y + inner (f' y) (x - y) + 1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) * ‖x - y‖ ^ 2
φ : E → ℝ := fun z => f z + h z
φieq2 :
  ∀ (z : E) (k : ℕ),
    φ (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) ≤
      φ z +
          1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k *
            inner (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k)
              (z - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
        1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) * ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k‖ ^ 2
φieq3 :
  ∀ (k : ℕ),
    φ (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) - φ xm -
        (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) * (φ (Nesterov_first.x f h f' x0 k) - φ xm) ≤
      1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k *
          inner (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k)
            ((1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k + Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm -
              Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
        1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) * ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k‖ ^ 2
v : ℕ+ → E :=
  fun k =>
    Nesterov_first.x f h f' x0 (↑k - 1) +
      (1 / Nesterov_first.γ f h f' x0 (↑k - 1)) • (Nesterov_first.x f h f' x0 ↑k - Nesterov_first.x f h f' x0 (↑k - 1))
eq :
  ∀ (k : ℕ+),
    Nesterov_first.y f h f' x0 ↑k =
      (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k) • Nesterov_first.x f h f' x0 ↑k + Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k • v k
eq2 :
  ∀ (k : ℕ),
    1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k *
          inner (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k)
            ((1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k + Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm -
              Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
        1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) *
          ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k‖ ^ 2 =
      1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) *
        (‖Nesterov_first.y f h f' x0 k - (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k -
                Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm‖ ^
            2 -
          ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k -
                Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm‖ ^
            2)
φieq4 :
  ∀ (k : ℕ+),
    φ (Nesterov_first.x f h f' x0 (↑k + 1)) - φ xm -
        (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k) * (φ (Nesterov_first.x f h f' x0 ↑k) - φ xm) ≤
      Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k ^ 2 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 ↑k) * (‖v k - xm‖ ^ 2 - ‖v (k + 1) - xm‖ ^ 2)
α : ℕ → ℝ := fun k => 2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k / Nesterov_first.γ f h f' x0 k ^ 2
αpos : ∀ (n : ℕ), 0 < α n
n : ℕ+
cond : (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑n) * Nesterov_first.t f h f' x0 ↑n / Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑n ^ 2 ≤
  Nesterov_first.t f h f' x0 (↑n - 1) / Nesterov_first.γ f h f' x0 (↑n - 1) ^ 2 :=
  Nesterov_first.cond n
⊢ (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑n) * α ↑n ≤ α (↑n - 1)

Tactic:
simp [α]
    rw [mul_div_assoc, mul_div_assoc, ← mul_assoc, mul_comm _ 2, mul_assoc, mul_le_mul_left]
    rw [← mul_div_assoc]

Tactic state after:
[E : Type u_1
 inst✝² : NormedAddCommGroup E
 inst✝¹ : InnerProductSpace ℝ E
 inst✝ : CompleteSpace E
 f h : E → ℝ
 f' : E → E
 x0 : E
 alg : Nesterov_first f h f' x0
 xm : E
 minφ : IsMinOn (f + h) univ xm
 h1 :
   ∀ (k : ℕ),
     Nesterov_first.y f h f' x0 k - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) -
         Nesterov_first.t f h f' x0 k • f' (Nesterov_first.y f h f' x0 k) ∈
       SubderivAt (Nesterov_first.t f h f' x0 k • h) (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1))
 hieq1 :
   ∀ (z : E) (k : ℕ),
     Nesterov_first.t f h f' x0 k * h (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
         inner
           (Nesterov_first.y f h f' x0 k - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) -
             Nesterov_first.t f h f' x0 k • f' (Nesterov_first.y f h f' x0 k))
           (z - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) ≤
       Nesterov_first.t f h f' x0 k * h z
 hieq2 :
   ∀ (z : E) (k : ℕ),
     h (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) ≤
       h z +
         inner
           (f' (Nesterov_first.y f h f' x0 k) +
             (1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k) • (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k))
           (z - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1))
 fieq1 : ∀ (k : ℕ) (x y : E), f x ≤ f y + inner (f' y) (x - y) + 1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) * ‖x - y‖ ^ 2
 φ : E → ℝ := fun z => f z + h z
 φieq2 :
   ∀ (z : E) (k : ℕ),
     φ (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) ≤
       φ z +
           1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k *
             inner (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k)
               (z - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
         1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) *
           ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k‖ ^ 2
 φieq3 :
   ∀ (k : ℕ),
     φ (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) - φ xm -
         (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) * (φ (Nesterov_first.x f h f' x0 k) - φ xm) ≤
       1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k *
           inner (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k)
             ((1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k + Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm -
               Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
         1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) *
           ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k‖ ^ 2
 v : ℕ+ → E :=
   fun k =>
     Nesterov_first.x f h f' x0 (↑k - 1) +
       (1 / Nesterov_first.γ f h f' x0 (↑k - 1)) • (Nesterov_first.x f h f' x0 ↑k - Nesterov_first.x f h f' x0 (↑k - 1))
 eq :
   ∀ (k : ℕ+),
     Nesterov_first.y f h f' x0 ↑k =
       (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k) • Nesterov_first.x f h f' x0 ↑k + Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k • v k
 eq2 :
   ∀ (k : ℕ),
     1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k *
           inner (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k)
             ((1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k + Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm -
               Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
         1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) *
           ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k‖ ^ 2 =
       1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) *
         (‖Nesterov_first.y f h f' x0 k - (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k -
                 Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm‖ ^
             2 -
           ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k -
                 Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm‖ ^
             2)
 φieq4 :
   ∀ (k : ℕ+),
     φ (Nesterov_first.x f h f' x0 (↑k + 1)) - φ xm -
         (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k) * (φ (Nesterov_first.x f h f' x0 ↑k) - φ xm) ≤
       Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k ^ 2 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 ↑k) * (‖v k - xm‖ ^ 2 - ‖v (k + 1) - xm‖ ^ 2)
 α : ℕ → ℝ := fun k => 2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k / Nesterov_first.γ f h f' x0 k ^ 2
 αpos : ∀ (n : ℕ), 0 < α n
 n : ℕ+
 cond : (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑n) * Nesterov_first.t f h f' x0 ↑n / Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑n ^ 2 ≤
   Nesterov_first.t f h f' x0 (↑n - 1) / Nesterov_first.γ f h f' x0 (↑n - 1) ^ 2 :=
   Nesterov_first.cond n
 ⊢ (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑n) * Nesterov_first.t f h f' x0 ↑n / Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑n ^ 2 ≤
     Nesterov_first.t f h f' x0 (↑n - 1) / Nesterov_first.γ f h f' x0 (↑n - 1) ^ 2,
 E : Type u_1
 inst✝² : NormedAddCommGroup E
 inst✝¹ : InnerProductSpace ℝ E
 inst✝ : CompleteSpace E
 f h : E → ℝ
 f' : E → E
 x0 : E
 alg : Nesterov_first f h f' x0
 xm : E
 minφ : IsMinOn (f + h) univ xm
 h1 :
   ∀ (k : ℕ),
     Nesterov_first.y f h f' x0 k - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) -
         Nesterov_first.t f h f' x0 k • f' (Nesterov_first.y f h f' x0 k) ∈
       SubderivAt (Nesterov_first.t f h f' x0 k • h) (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1))
 hieq1 :
   ∀ (z : E) (k : ℕ),
     Nesterov_first.t f h f' x0 k * h (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
         inner
           (Nesterov_first.y f h f' x0 k - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) -
             Nesterov_first.t f h f' x0 k • f' (Nesterov_first.y f h f' x0 k))
           (z - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) ≤
       Nesterov_first.t f h f' x0 k * h z
 hieq2 :
   ∀ (z : E) (k : ℕ),
     h (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) ≤
       h z +
         inner
           (f' (Nesterov_first.y f h f' x0 k) +
             (1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k) • (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k))
           (z - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1))
 fieq1 : ∀ (k : ℕ) (x y : E), f x ≤ f y + inner (f' y) (x - y) + 1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) * ‖x - y‖ ^ 2
 φ : E → ℝ := fun z => f z + h z
 φieq2 :
   ∀ (z : E) (k : ℕ),
     φ (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) ≤
       φ z +
           1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k *
             inner (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k)
               (z - Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
         1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) *
           ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k‖ ^ 2
 φieq3 :
   ∀ (k : ℕ),
     φ (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) - φ xm -
         (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) * (φ (Nesterov_first.x f h f' x0 k) - φ xm) ≤
       1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k *
           inner (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k)
             ((1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k + Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm -
               Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
         1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) *
           ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k‖ ^ 2
 v : ℕ+ → E :=
   fun k =>
     Nesterov_first.x f h f' x0 (↑k - 1) +
       (1 / Nesterov_first.γ f h f' x0 (↑k - 1)) • (Nesterov_first.x f h f' x0 ↑k - Nesterov_first.x f h f' x0 (↑k - 1))
 eq :
   ∀ (k : ℕ+),
     Nesterov_first.y f h f' x0 ↑k =
       (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k) • Nesterov_first.x f h f' x0 ↑k + Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k • v k
 eq2 :
   ∀ (k : ℕ),
     1 / Nesterov_first.t f h f' x0 k *
           inner (Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k)
             ((1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k + Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm -
               Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1)) +
         1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) *
           ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - Nesterov_first.y f h f' x0 k‖ ^ 2 =
       1 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k) *
         (‖Nesterov_first.y f h f' x0 k - (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k -
                 Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm‖ ^
             2 -
           ‖Nesterov_first.x f h f' x0 (k + 1) - (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 k) • Nesterov_first.x f h f' x0 k -
                 Nesterov_first.γ f h f' x0 k • xm‖ ^
             2)
 φieq4 :
   ∀ (k : ℕ+),
     φ (Nesterov_first.x f h f' x0 (↑k + 1)) - φ xm -
         (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k) * (φ (Nesterov_first.x f h f' x0 ↑k) - φ xm) ≤
       Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑k ^ 2 / (2 * Nesterov_first.t f h f' x0 ↑k) * (‖v k - xm‖ ^ 2 - ‖v (k + 1) - xm‖ ^ 2)
 α : ℕ → ℝ := fun k => 2 * Nesterov_first.t f h f' x0 k / Nesterov_first.γ f h f' x0 k ^ 2
 αpos : ∀ (n : ℕ), 0 < α n
 n : ℕ+
 cond : (1 - Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑n) * Nesterov_first.t f h f' x0 ↑n / Nesterov_first.γ f h f' x0 ↑n ^ 2 ≤
   Nesterov_first.t f h f' x0 (↑n - 1) / Nesterov_first.γ f h f' x0 (↑n - 1) ^ 2 :=
   Nesterov_first.cond n
 ⊢ 0 < 2]