Theorem: AdjoinRoot.minpoly_root
File: Mathlib/RingTheory/AdjoinRoot.lean

tactic: have f'_monic : Monic _ := monic_mul_leadingCoeff_inv hf
state_before: R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
⊢ minpoly K (root f) = f * C f.leadingCoeff⁻¹
state_after: R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
⊢ minpoly K (root f) = f * C f.leadingCoeff⁻¹

tactic: refine (minpoly.unique K _ f'_monic ?_ ?_).symm
state_before: R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
⊢ minpoly K (root f) = f * C f.leadingCoeff⁻¹
state_after: case refine_1
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
⊢ (aeval (root f)) (f * C f.leadingCoeff⁻¹) = 0

case refine_2
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
⊢ ∀ (q : K[X]), q.Monic → (aeval (root f)) q = 0 → (f * C f.leadingCoeff⁻¹).degree ≤ q.degree

tactic: intro q q_monic q_aeval
state_before: case refine_2
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
⊢ ∀ (q : K[X]), q.Monic → (aeval (root f)) q = 0 → (f * C f.leadingCoeff⁻¹).degree ≤ q.degree
state_after: case refine_2
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
⊢ (f * C f.leadingCoeff⁻¹).degree ≤ q.degree

tactic: rw [degree_eq_natDegree f'_monic.ne_zero, degree_eq_natDegree q_monic.ne_zero,
  Nat.cast_le, natDegree_mul hf, natDegree_C, add_zero]
state_before: case refine_2
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
⊢ (f * C f.leadingCoeff⁻¹).degree ≤ q.degree
state_after: case refine_2
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
⊢ f.natDegree ≤ q.natDegree

case refine_2
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
⊢ C f.leadingCoeff⁻¹ ≠ 0

tactic: rw [AlgHom.map_mul, aeval_eq, mk_self, zero_mul]
state_before: case refine_1
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
⊢ (aeval (root f)) (f * C f.leadingCoeff⁻¹) = 0
state_after: no goals

tactic: ext
state_before: R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
⊢ (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
state_after: case h₁.a
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
x✝ : K
⊢ (((lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q)).comp C) x✝ = ((mk f).comp C) x✝

case h₂
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
⊢ ((lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q)) X = (mk f) X

tactic: simp only [RingHom.comp_apply, mk_C, lift_of]
state_before: case h₁.a
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
x✝ : K
⊢ (((lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q)).comp C) x✝ = ((mk f).comp C) x✝
state_after: case h₁.a
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
x✝ : K
⊢ (algebraMap K (AdjoinRoot f)) x✝ = (of f) x✝

tactic: rfl
state_before: case h₁.a
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
x✝ : K
⊢ (algebraMap K (AdjoinRoot f)) x✝ = (of f) x✝
state_after: no goals

tactic: simp only [RingHom.comp_apply, mk_X, lift_root]
state_before: case h₂
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
⊢ ((lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q)) X = (mk f) X
state_after: no goals

tactic: apply natDegree_le_of_dvd
state_before: case refine_2
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
⊢ f.natDegree ≤ q.natDegree
state_after: case refine_2.h1
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
⊢ f ∣ q

case refine_2.h2
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
⊢ q ≠ 0

tactic: have : mk f q = 0 := by rw [← commutes, RingHom.comp_apply, mk_self, RingHom.map_zero]
state_before: case refine_2.h1
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
⊢ f ∣ q
state_after: case refine_2.h1
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
this : (mk f) q = 0
⊢ f ∣ q

tactic: exact mk_eq_zero.1 this
state_before: case refine_2.h1
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
this : (mk f) q = 0
⊢ f ∣ q
state_after: no goals

tactic: rw [← commutes, RingHom.comp_apply, mk_self, RingHom.map_zero]
state_before: R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
⊢ (mk f) q = 0
state_after: no goals

tactic: exact q_monic.ne_zero
state_before: case refine_2.h2
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
⊢ q ≠ 0
state_after: no goals

tactic: rwa [Ne, C_eq_zero, inv_eq_zero, leadingCoeff_eq_zero]
state_before: case refine_2
R : Type u
S : Type v
K : Type w
inst✝¹ : CommRing R
g : R[X]
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f ≠ 0
f'_monic : (f * C f.leadingCoeff⁻¹).Monic
q : K[X]
q_monic : q.Monic
q_aeval : (aeval (root f)) q = 0
commutes : (lift (algebraMap K (AdjoinRoot f)) (root f) q_aeval).comp (mk q) = mk f
⊢ C f.leadingCoeff⁻¹ ≠ 0
state_after: no goals