Theorem: LieAlgebra.IsKilling.coroot_eq_iff
File: Mathlib/Algebra/Lie/Weights/Killing.lean

tactic: refine ⟨fun hyp ↦ ?_, fun h ↦ by rw [h]⟩
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
⊢ coroot α = coroot β ↔ α = β
state_after: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
⊢ α = β

tactic: rw [h]
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
h : α = β
⊢ coroot α = coroot β
state_after: no goals

tactic: have hβ : β.IsZero := by
  rw [← coroot_eq_zero_iff] at hα ⊢
  rwa [← hyp]
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : α.IsZero
⊢ α = β
state_after: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : α.IsZero
hβ : β.IsZero
⊢ α = β

tactic: ext
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : α.IsZero
hβ : β.IsZero
⊢ α = β
state_after: case h
R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : α.IsZero
hβ : β.IsZero
x✝ : ↥H
⊢ α x✝ = β x✝

tactic: simp [hα.eq, hβ.eq]
state_before: case h
R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : α.IsZero
hβ : β.IsZero
x✝ : ↥H
⊢ α x✝ = β x✝
state_after: no goals

tactic: rw [← coroot_eq_zero_iff] at hα ⊢
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : α.IsZero
⊢ β.IsZero
state_after: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : coroot α = 0
⊢ coroot β = 0

tactic: rwa [← hyp]
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : coroot α = 0
⊢ coroot β = 0
state_after: no goals

tactic: have hβ : β.IsNonZero := by
  contrapose! hα
  simp only [not_not, ← coroot_eq_zero_iff] at hα ⊢
  rwa [hyp]
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
⊢ α = β
state_after: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
⊢ α = β

tactic: have : α.ker = β.ker := by
  rw [← orthogonal_span_coroot_eq_ker α, hyp, orthogonal_span_coroot_eq_ker]
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
⊢ α = β
state_after: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
this : Weight.ker = Weight.ker
⊢ α = β

tactic: suffices (α : H →ₗ[K] K) = β by ext x; simpa using LinearMap.congr_fun this x
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
this : Weight.ker = Weight.ker
⊢ α = β
state_after: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
this : Weight.ker = Weight.ker
⊢ Weight.toLinear K (↥H) L α = Weight.toLinear K (↥H) L β

tactic: apply Module.Dual.eq_of_ker_eq_of_apply_eq (coroot α) this
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
this : Weight.ker = Weight.ker
⊢ Weight.toLinear K (↥H) L α = Weight.toLinear K (↥H) L β
state_after: case h'
R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
this : Weight.ker = Weight.ker
⊢ (Weight.toLinear K (↥H) L α) (coroot α) = (Weight.toLinear K (↥H) L β) (coroot α)

case hx
R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
this : Weight.ker = Weight.ker
⊢ (Weight.toLinear K (↥H) L α) (coroot α) ≠ 0

tactic: contrapose! hα
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
⊢ β.IsNonZero
state_after: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬β.IsNonZero
⊢ α.IsZero

tactic: simp only [not_not, ← coroot_eq_zero_iff] at hα ⊢
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬β.IsNonZero
⊢ α.IsZero
state_after: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : coroot β = 0
⊢ coroot α = 0

tactic: rwa [hyp]
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : coroot β = 0
⊢ coroot α = 0
state_after: no goals

tactic: rw [← orthogonal_span_coroot_eq_ker α, hyp, orthogonal_span_coroot_eq_ker]
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
⊢ Weight.ker = Weight.ker
state_after: no goals

tactic: ext x
state_before: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
this✝ : Weight.ker = Weight.ker
this : Weight.toLinear K (↥H) L α = Weight.toLinear K (↥H) L β
⊢ α = β
state_after: case h
R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
this✝ : Weight.ker = Weight.ker
this : Weight.toLinear K (↥H) L α = Weight.toLinear K (↥H) L β
x : ↥H
⊢ α x = β x

tactic: simpa using LinearMap.congr_fun this x
state_before: case h
R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
this✝ : Weight.ker = Weight.ker
this : Weight.toLinear K (↥H) L α = Weight.toLinear K (↥H) L β
x : ↥H
⊢ α x = β x
state_after: no goals

tactic: rw [Weight.toLinear_apply, root_apply_coroot hα, hyp, Weight.toLinear_apply,
  root_apply_coroot hβ]
state_before: case h'
R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
this : Weight.ker = Weight.ker
⊢ (Weight.toLinear K (↥H) L α) (coroot α) = (Weight.toLinear K (↥H) L β) (coroot α)
state_after: no goals

tactic: simp [root_apply_coroot hα]
state_before: case hx
R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : ¬α.IsZero
hβ : β.IsNonZero
this : Weight.ker = Weight.ker
⊢ (Weight.toLinear K (↥H) L α) (coroot α) ≠ 0
state_after: no goals