Theorem: traceForm_dualSubmodule_adjoin
File: Mathlib/RingTheory/DedekindDomain/Different.lean

tactic: have hKx : IsIntegral K x := Algebra.IsIntegral.isIntegral x
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})
state_after: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})

tactic: let pb := (Algebra.adjoin.powerBasis' hKx).map
  ((Subalgebra.equivOfEq _ _ hx).trans (Subalgebra.topEquiv))
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})
state_after: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
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inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})

tactic: have pbgen : pb.gen = x := by simp [pb]
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
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inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})
state_after: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})

tactic: have hpb : ⇑(LinearMap.BilinForm.dualBasis (traceForm K L) _ pb.basis) = _ :=
  _root_.funext (traceForm_dualBasis_powerBasis_eq pb)
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})
state_after: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})

tactic: have : (Subalgebra.toSubmodule (Algebra.adjoin A {x})) =
    Submodule.span A (Set.range pb.basis) := by
  rw [← span_range_natDegree_eq_adjoin (minpoly.monic hAx) (minpoly.aeval _ _)]
  congr; ext y
  have : natDegree (minpoly A x) = natDegree (minpoly K x) := by
    rw [minpoly.isIntegrallyClosed_eq_field_fractions' K hAx, (minpoly.monic hAx).natDegree_map]
  simp only [Finset.coe_image, Finset.coe_range, Set.mem_image, Set.mem_Iio, Set.mem_range,
    pb.basis_eq_pow, pbgen]
  simp only [PowerBasis.map_dim, adjoin.powerBasis'_dim, this]
  exact ⟨fun ⟨a, b, c⟩ ↦ ⟨⟨a, b⟩, c⟩, fun ⟨⟨a, b⟩, c⟩ ↦ ⟨a, b, c⟩⟩
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})
state_after: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})

tactic: clear_value pb
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})
state_after: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})

tactic: conv_lhs => rw [this]
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})
state_after: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (span A (Set.range ⇑pb.basis)) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})

tactic: rw [← span_coeff_minpolyDiv hAx, LinearMap.BilinForm.dualSubmodule_span_of_basis,
  Submodule.smul_span, hpb]
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ (traceForm K L).dualSubmodule (span A (Set.range ⇑pb.basis)) =
    ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x})
state_after: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ span A (Set.range fun x => (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))) =
    span A (((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Set.range (minpolyDiv A x).coeff)

tactic: show _ = Submodule.span A (_ '' _)
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ span A (Set.range fun x => (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))) =
    span A (((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • Set.range (minpolyDiv A x).coeff)
state_after: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ span A (Set.range fun x => (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))) =
    span A ((fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • x_1) '' Set.range (minpolyDiv A x).coeff)

tactic: simp only [← Set.range_comp, smul_eq_mul, div_eq_inv_mul, pbgen,
  minpolyDiv_eq_of_isIntegrallyClosed K hAx]
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ span A (Set.range fun x => (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))) =
    span A ((fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ • x_1) '' Set.range (minpolyDiv A x).coeff)
state_after: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1) =
    span A (Set.range ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff))

tactic: apply le_antisymm <;> rw [Submodule.span_le]
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1) =
    span A (Set.range ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff))
state_after: case a
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1) ⊆
    ↑(span A (Set.range ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff)))

case a
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ Set.range ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff) ⊆
    ↑(span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1))

tactic: simp [pb]
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
⊢ pb.gen = x
state_after: no goals

tactic: rw [← span_range_natDegree_eq_adjoin (minpoly.monic hAx) (minpoly.aeval _ _)]
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
⊢ Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
state_after: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
⊢ span A ↑(Finset.image (fun x_1 => x ^ x_1) (Finset.range (minpoly A x).natDegree)) = span A (Set.range ⇑pb.basis)

tactic: congr
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
⊢ span A ↑(Finset.image (fun x_1 => x ^ x_1) (Finset.range (minpoly A x).natDegree)) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
state_after: case e_s
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
⊢ ↑(Finset.image (fun x_1 => x ^ x_1) (Finset.range (minpoly A x).natDegree)) = Set.range ⇑pb.basis

tactic: ext y
state_before: case e_s
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
⊢ ↑(Finset.image (fun x_1 => x ^ x_1) (Finset.range (minpoly A x).natDegree)) = Set.range ⇑pb.basis
state_after: case e_s.h
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
y : L
⊢ y ∈ ↑(Finset.image (fun x_1 => x ^ x_1) (Finset.range (minpoly A x).natDegree)) ↔ y ∈ Set.range ⇑pb.basis

tactic: have : natDegree (minpoly A x) = natDegree (minpoly K x) := by
  rw [minpoly.isIntegrallyClosed_eq_field_fractions' K hAx, (minpoly.monic hAx).natDegree_map]
state_before: case e_s.h
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
y : L
⊢ y ∈ ↑(Finset.image (fun x_1 => x ^ x_1) (Finset.range (minpoly A x).natDegree)) ↔ y ∈ Set.range ⇑pb.basis
state_after: case e_s.h
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
y : L
this : (minpoly A x).natDegree = (minpoly K x).natDegree
⊢ y ∈ ↑(Finset.image (fun x_1 => x ^ x_1) (Finset.range (minpoly A x).natDegree)) ↔ y ∈ Set.range ⇑pb.basis

tactic: simp only [Finset.coe_image, Finset.coe_range, Set.mem_image, Set.mem_Iio, Set.mem_range,
  pb.basis_eq_pow, pbgen]
state_before: case e_s.h
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
y : L
this : (minpoly A x).natDegree = (minpoly K x).natDegree
⊢ y ∈ ↑(Finset.image (fun x_1 => x ^ x_1) (Finset.range (minpoly A x).natDegree)) ↔ y ∈ Set.range ⇑pb.basis
state_after: case e_s.h
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
y : L
this : (minpoly A x).natDegree = (minpoly K x).natDegree
⊢ (∃ x_1 < (minpoly A x).natDegree, x ^ x_1 = y) ↔ ∃ y_1, x ^ ↑y_1 = y

tactic: simp only [PowerBasis.map_dim, adjoin.powerBasis'_dim, this]
state_before: case e_s.h
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
y : L
this : (minpoly A x).natDegree = (minpoly K x).natDegree
⊢ (∃ x_1 < (minpoly A x).natDegree, x ^ x_1 = y) ↔ ∃ y_1, x ^ ↑y_1 = y
state_after: case e_s.h
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
y : L
this : (minpoly A x).natDegree = (minpoly K x).natDegree
⊢ (∃ x_1 < (minpoly K x).natDegree, x ^ x_1 = y) ↔ ∃ y_1, x ^ ↑y_1 = y

tactic: exact ⟨fun ⟨a, b, c⟩ ↦ ⟨⟨a, b⟩, c⟩, fun ⟨⟨a, b⟩, c⟩ ↦ ⟨a, b, c⟩⟩
state_before: case e_s.h
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
y : L
this : (minpoly A x).natDegree = (minpoly K x).natDegree
⊢ (∃ x_1 < (minpoly K x).natDegree, x ^ x_1 = y) ↔ ∃ y_1, x ^ ↑y_1 = y
state_after: no goals

tactic: rw [minpoly.isIntegrallyClosed_eq_field_fractions' K hAx, (minpoly.monic hAx).natDegree_map]
state_before: A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L := (adjoin.powerBasis' hKx).map (((adjoin K {x}).equivOfEq ⊤ hx).trans Subalgebra.topEquiv)
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
y : L
⊢ (minpoly A x).natDegree = (minpoly K x).natDegree
state_after: no goals

tactic: rintro _ ⟨i, rfl⟩
state_before: case a
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1) ⊆
    ↑(span A (Set.range ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff)))
state_after: case a.intro
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : Fin pb.dim
⊢ (fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1) i ∈
    ↑(span A (Set.range ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff)))

tactic: exact Submodule.subset_span ⟨i, rfl⟩
state_before: case a.intro
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : Fin pb.dim
⊢ (fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1) i ∈
    ↑(span A (Set.range ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff)))
state_after: no goals

tactic: rintro _ ⟨i, rfl⟩
state_before: case a
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
⊢ Set.range ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff) ⊆
    ↑(span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1))
state_after: case a.intro
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
⊢ ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff) i ∈
    ↑(span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1))

tactic: by_cases hi : i < pb.dim
state_before: case a.intro
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
⊢ ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff) i ∈
    ↑(span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1))
state_after: case pos
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
hi : i < pb.dim
⊢ ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff) i ∈
    ↑(span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1))

case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
hi : ¬i < pb.dim
⊢ ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff) i ∈
    ↑(span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1))

tactic: exact Submodule.subset_span ⟨⟨i, hi⟩, rfl⟩
state_before: case pos
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
hi : i < pb.dim
⊢ ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff) i ∈
    ↑(span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1))
state_after: no goals

tactic: rw [Function.comp_apply, coeff_eq_zero_of_natDegree_lt, mul_zero]
state_before: case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
hi : ¬i < pb.dim
⊢ ((fun a => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * a) ∘ (minpolyDiv K x).coeff) i ∈
    ↑(span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1))
state_after: case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
hi : ¬i < pb.dim
⊢ 0 ∈ ↑(span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1))

case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
hi : ¬i < pb.dim
⊢ (minpolyDiv K x).natDegree < i

tactic: rw [← pb.natDegree_minpoly, pbgen, ← natDegree_minpolyDiv_succ hKx,
  ← Nat.succ_eq_add_one] at hi
state_before: case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
hi : ¬i < pb.dim
⊢ (minpolyDiv K x).natDegree < i
state_after: case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
hi : ¬i < (minpolyDiv K x).natDegree.succ
⊢ (minpolyDiv K x).natDegree < i

tactic: exact le_of_not_lt hi
state_before: case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
hi : ¬i < (minpolyDiv K x).natDegree.succ
⊢ (minpolyDiv K x).natDegree < i
state_after: no goals

tactic: exact zero_mem _
state_before: case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u
B : Type ?u.622832
inst✝¹⁹ : CommRing A
inst✝¹⁸ : Field K
inst✝¹⁷ : CommRing B
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : Algebra B L
inst✝¹³ : Algebra A B
inst✝¹² : Algebra K L
inst✝¹¹ : Algebra A L
inst✝¹⁰ : IsScalarTower A K L
inst✝⁹ : IsScalarTower A B L
inst✝⁸ : IsDomain A
inst✝⁷ : IsDomain B
inst✝⁶ : IsFractionRing A K
inst✝⁵ : IsIntegralClosure B A L
inst✝⁴ : IsFractionRing B L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsSeparable K L
inst✝¹ : IsIntegrallyClosed A
inst✝ : IsDedekindDomain B
x : L
hx : adjoin K {x} = ⊤
hAx : IsIntegral A x
hKx : IsIntegral K x
pb : PowerBasis K L
pbgen : pb.gen = x
hpb :
  ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ pb.basis) = fun x =>
    (minpolyDiv K pb.gen).coeff ↑x / (aeval pb.gen) (derivative (minpoly K pb.gen))
this : Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {x}) = span A (Set.range ⇑pb.basis)
i : ℕ
hi : ¬i < pb.dim
⊢ 0 ∈ ↑(span A (Set.range fun x_1 => ((aeval x) (derivative (minpoly K x)))⁻¹ * (minpolyDiv K x).coeff ↑x_1))
state_after: no goals