Theorem: Monoid.exponent_dvd_iff_forall_pow_eq_one
File: Mathlib/GroupTheory/Exponent.lean

tactic: rcases n.eq_zero_or_pos with (rfl | hpos)
state_before: G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
⊢ exponent G ∣ n ↔ ∀ (g : G), g ^ n = 1
state_after: case inl
G : Type u
inst✝ : Monoid G
⊢ exponent G ∣ 0 ↔ ∀ (g : G), g ^ 0 = 1

case inr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
⊢ exponent G ∣ n ↔ ∀ (g : G), g ^ n = 1

tactic: constructor
state_before: case inr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
⊢ exponent G ∣ n ↔ ∀ (g : G), g ^ n = 1
state_after: case inr.mp
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
⊢ exponent G ∣ n → ∀ (g : G), g ^ n = 1

case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
⊢ (∀ (g : G), g ^ n = 1) → exponent G ∣ n

tactic: simp
state_before: case inl
G : Type u
inst✝ : Monoid G
⊢ exponent G ∣ 0 ↔ ∀ (g : G), g ^ 0 = 1
state_after: no goals

tactic: intro h g
state_before: case inr.mp
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
⊢ exponent G ∣ n → ∀ (g : G), g ^ n = 1
state_after: case inr.mp
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
h : exponent G ∣ n
g : G
⊢ g ^ n = 1

tactic: rw [Nat.dvd_iff_mod_eq_zero] at h
state_before: case inr.mp
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
h : exponent G ∣ n
g : G
⊢ g ^ n = 1
state_after: case inr.mp
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
h : n % exponent G = 0
g : G
⊢ g ^ n = 1

tactic: rw [pow_eq_mod_exponent, h, pow_zero]
state_before: case inr.mp
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
h : n % exponent G = 0
g : G
⊢ g ^ n = 1
state_after: no goals

tactic: intro hG
state_before: case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
⊢ (∀ (g : G), g ^ n = 1) → exponent G ∣ n
state_after: case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
⊢ exponent G ∣ n

tactic: by_contra h
state_before: case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
⊢ exponent G ∣ n
state_after: case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : ¬exponent G ∣ n
⊢ False

tactic: rw [Nat.dvd_iff_mod_eq_zero, ← Ne, ← pos_iff_ne_zero] at h
state_before: case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : ¬exponent G ∣ n
⊢ False
state_after: case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : 0 < n % exponent G
⊢ False

tactic: have h₂ : n % exponent G < exponent G := Nat.mod_lt _ (exponent_pos_of_exists n hpos hG)
state_before: case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : 0 < n % exponent G
⊢ False
state_after: case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : 0 < n % exponent G
h₂ : n % exponent G < exponent G
⊢ False

tactic: have h₃ : exponent G ≤ n % exponent G := by
  apply exponent_min' _ h
  simp_rw [← pow_eq_mod_exponent]
  exact hG
state_before: case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : 0 < n % exponent G
h₂ : n % exponent G < exponent G
⊢ False
state_after: case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : 0 < n % exponent G
h₂ : n % exponent G < exponent G
h₃ : exponent G ≤ n % exponent G
⊢ False

tactic: exact h₂.not_le h₃
state_before: case inr.mpr
G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : 0 < n % exponent G
h₂ : n % exponent G < exponent G
h₃ : exponent G ≤ n % exponent G
⊢ False
state_after: no goals

tactic: apply exponent_min' _ h
state_before: G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : 0 < n % exponent G
h₂ : n % exponent G < exponent G
⊢ exponent G ≤ n % exponent G
state_after: G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : 0 < n % exponent G
h₂ : n % exponent G < exponent G
⊢ ∀ (g : G), g ^ (n % exponent G) = 1

tactic: simp_rw [← pow_eq_mod_exponent]
state_before: G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : 0 < n % exponent G
h₂ : n % exponent G < exponent G
⊢ ∀ (g : G), g ^ (n % exponent G) = 1
state_after: G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : 0 < n % exponent G
h₂ : n % exponent G < exponent G
⊢ ∀ (g : G), g ^ n = 1

tactic: exact hG
state_before: G : Type u
inst✝ : Monoid G
n : ℕ
hpos : n > 0
hG : ∀ (g : G), g ^ n = 1
h : 0 < n % exponent G
h₂ : n % exponent G < exponent G
⊢ ∀ (g : G), g ^ n = 1
state_after: no goals