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187781f971
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1918cc0139
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@ -1,5 +1,7 @@
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import Mathlib.Analysis.Complex.Basic
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import Mathlib.Analysis.Complex.Basic
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import Mathlib.Analysis.Calculus.LineDeriv.Basic
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import Mathlib.Analysis.Calculus.LineDeriv.Basic
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import Mathlib.Analysis.SpecialFunctions.ExpDeriv
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import Mathlib.Analysis.SpecialFunctions.Trigonometric.Deriv
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-- Harmonic functions on the plane
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-- Harmonic functions on the plane
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@ -7,19 +9,187 @@ import Mathlib.Analysis.Calculus.LineDeriv.Basic
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noncomputable def laplace' : (ℂ → ℝ) → (ℂ → ℝ) := by
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noncomputable def laplace' : (ℂ → ℝ) → (ℂ → ℝ) := by
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intro f
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intro f
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let f₁ := fun x ↦ lineDeriv ℝ f x ⟨1, 0⟩
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let f₁ := fun x ↦ lineDeriv ℝ f x 1
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let g₁ := fun x ↦ lineDeriv ℝ f x ⟨1, 0⟩
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let f₁₁ := fun x ↦ lineDeriv ℝ f₁ x 1
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let f₁₁ := fun x ↦ lineDeriv ℝ f₁ x ⟨1, 0⟩
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let f₂ := fun x ↦ lineDeriv ℝ f x Complex.I
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let f₂ := fun x ↦ lineDeriv ℝ f x ⟨0, 1⟩
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let f₂₂ := fun x ↦ lineDeriv ℝ f₂ x Complex.I
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let f₂₂ := fun x ↦ lineDeriv ℝ f₂ x ⟨0, 1⟩
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exact f₁₁ + f₂₂
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exact f₁₁ + f₂₂
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example : ∀ z₀ : ℂ, laplace' (fun z ↦ z.re) z₀ = 0 := by
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example : laplace' (fun z ↦ z.re) = fun z ↦ 0 := by
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intro z₀
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unfold laplace' lineDeriv
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unfold laplace' lineDeriv
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simp
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simp
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conv =>
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lhs
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intro x
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arg 1
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intro t
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rw [deriv_add] <;> tactic => try fun_prop
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simp
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rfl
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example : laplace' (fun z ↦ (z*z).re) = fun z ↦ 0 := by
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unfold laplace' lineDeriv
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simp
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||||||
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conv =>
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||||||
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lhs
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intro x
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simp
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arg 1
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arg 1
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intro t
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rw [deriv_sub] <;> tactic => try fun_prop
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||||||
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simp
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||||||
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rw [deriv_mul] <;> tactic => try fun_prop
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||||||
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simp
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||||||
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rw [deriv_add] <;> tactic => try fun_prop
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||||||
|
simp
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||||||
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||||||
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conv =>
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||||||
|
lhs
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intro x
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||||||
|
arg 1
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rw [deriv_add] <;> tactic => try fun_prop
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rw [deriv_add] <;> tactic => try fun_prop
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simp
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rw [one_add_one_eq_two]
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conv =>
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lhs
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intro x
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arg 2
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conv =>
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arg 1
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intro t
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||||||
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rw [deriv_sub] <;> tactic => try fun_prop
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||||||
|
rw [deriv_mul] <;> tactic => try fun_prop
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||||||
|
simp
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||||||
|
rw [deriv_mul] <;> tactic => try fun_prop
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||||||
|
simp
|
||||||
|
rw [deriv_add] <;> tactic => try fun_prop
|
||||||
|
rw [deriv_add] <;> tactic => try fun_prop
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||||||
|
simp
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||||||
|
|
||||||
|
conv =>
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||||||
|
lhs
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||||||
|
intro x
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||||||
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rw [deriv_add] <;> tactic => try fun_prop
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||||||
|
rw [deriv_add] <;> tactic => try fun_prop
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simp
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||||||
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group
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example : laplace' (fun z ↦ (Complex.exp z).re) = fun z ↦ 0 := by
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unfold laplace' lineDeriv
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simp
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conv =>
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lhs
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arg 1
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intro x
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arg 1
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intro t
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arg 1
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intro t₁
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rw [Complex.exp_add]
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|
rw [Complex.exp_add]
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||||||
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conv =>
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|
lhs
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arg 1
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intro x
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arg 1
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intro t
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simp
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|
conv =>
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|
rhs
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arg 1
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intro x₁
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rw [Complex.exp_re]
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simp
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rw [Real.deriv_exp]
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simp
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conv =>
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lhs
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arg 1
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intro x
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simp
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|
rhs
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arg 1
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intro x
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rw [Complex.exp_re]
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conv =>
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|
lhs
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||||||
|
lhs
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|
intro x
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|
rhs
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|
lhs
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intro x₁
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simp
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|
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|
simp
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|
conv =>
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|
lhs
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||||||
|
rhs
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intro x
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lhs
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intro t
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arg 1
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intro t₁
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rw [Complex.exp_add]
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rw [Complex.exp_add]
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simp
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||||||
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rw [Complex.exp_re]
|
||||||
|
rw [Complex.exp_im]
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|
simp
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|
conv =>
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lhs
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|
rhs
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|
intro x
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|
lhs
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|
intro t
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simp
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||||||
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-- oops
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|
conv =>
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|
lhs
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||||||
|
|
||||||
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rw [Complex.exp_add]
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||||||
|
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rw [deriv_mul] <;> tactic => try fun_prop
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||||||
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||||||
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||||||
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|
sorry
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||||||
|
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||||||
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rw [deriv_add] <;> tactic => try fun_prop
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||||||
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||||||
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||||||
|
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||||||
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||||||
|
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||||||
|
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||||||
|
|
||||||
sorry
|
sorry
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noncomputable def laplace : (ℂ → ℝ) → (ℂ → ℝ) := by
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noncomputable def laplace : (ℂ → ℝ) → (ℂ → ℝ) := by
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@ -40,12 +210,32 @@ noncomputable def laplace : (ℂ → ℝ) → (ℂ → ℝ) := by
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example : ∀ z₀ : ℂ, laplace (fun z ↦ (z*z).re) z₀ = 0 := by
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example : ∀ z₀ : ℂ, laplace (fun z ↦ (z*z).re) z₀ = 0 := by
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intro z₀
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intro z₀
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unfold laplace
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unfold laplace
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dsimp [lineDeriv]
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dsimp [lineDeriv]
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simp
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simp
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conv =>
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||||||
sorry
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lhs
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||||||
|
lhs
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arg 1
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intro t
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rw [deriv_sub] <;> tactic => try fun_prop
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rw [deriv_mul] <;> tactic => try fun_prop
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rw [deriv_const_add]
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simp
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ring_nf
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||||||
|
conv =>
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lhs
|
||||||
|
rhs
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arg 1
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intro t
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rw [deriv_sub] <;> tactic => try fun_prop
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rw [deriv_const]
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||||||
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rw [deriv_mul] <;> tactic => try fun_prop
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||||||
|
rw [deriv_const_add]
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||||||
|
simp
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||||||
|
ring_nf
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||||||
|
rw [deriv_const_add, deriv_sub] <;> try fun_prop
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|
simp
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||||||
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||||||
example : ∀ z₀ : ℂ, laplace (fun z ↦ (Complex.exp z).re) z₀ = 0 := by
|
example : ∀ z₀ : ℂ, laplace (fun z ↦ (Complex.exp z).re) z₀ = 0 := by
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intro z₀
|
intro z₀
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||||||
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@ -57,8 +247,19 @@ example : ∀ z₀ : ℂ, laplace (fun z ↦ (Complex.exp z).re) z₀ = 0 := by
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||||||
sorry
|
sorry
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||||||
example : deriv (fun (t : ℝ) ↦ 2 + t) = fun (t : ℝ) ↦ 1 := by
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example : deriv (fun (t : ℝ) ↦ 2 + t) = fun (t : ℝ) ↦ 1 := by
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||||||
-- Does not work: simp [deriv.add]
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-- in my experience with the library, more results are stated about
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||||||
sorry
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-- `HasDerivAt` than about equality of `deriv`
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rw [deriv_eq]
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||||||
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||||||
|
intro x
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||||||
|
|
||||||
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-- I guessed the name `HasDerivAt.add`, which didn't work, but the
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-- autocomplete dropdown showed `add_const` and `const_add` too
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||||||
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apply HasDerivAt.const_add
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||||||
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||||||
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-- I assumed this was in the library, and `apply?` found it
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exact hasDerivAt_id' x
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||||||
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||||||
example : laplace (fun z ↦ (Complex.exp z).re) = 0 := by
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example : laplace (fun z ↦ (Complex.exp z).re) = 0 := by
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||||||
have : (fun z => (Complex.exp z).re) = (fun z => Real.exp z.re * Real.cos z.im) := by
|
have : (fun z => (Complex.exp z).re) = (fun z => Real.exp z.re * Real.cos z.im) := by
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||||||
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