Theorem: HasSum.exists_hasSum_smul_of_apply_eq_zero
File: Mathlib/Analysis/Analytic/IsolatedZeros.lean

tactic: obtain rfl | hn := n.eq_zero_or_pos
state_before: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
⊢ ∃ t, z ^ n • t = s ∧ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) t
state_after: case inl
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < 0, a k = 0
⊢ ∃ t, z ^ 0 • t = s ∧ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + 0)) t

case inr
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
⊢ ∃ t, z ^ n • t = s ∧ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) t

tactic: by_cases h : z = 0
state_before: case inr
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
⊢ ∃ t, z ^ n • t = s ∧ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) t
state_after: case pos
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : z = 0
⊢ ∃ t, z ^ n • t = s ∧ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) t

case neg
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
⊢ ∃ t, z ^ n • t = s ∧ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) t

tactic: simpa
state_before: case inl
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < 0, a k = 0
⊢ ∃ t, z ^ 0 • t = s ∧ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + 0)) t
state_after: no goals

tactic: have : s = 0 := hs.unique (by simpa [ha 0 hn, h] using hasSum_at_zero a)
state_before: case pos
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : z = 0
⊢ ∃ t, z ^ n • t = s ∧ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) t
state_after: case pos
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : z = 0
this : s = 0
⊢ ∃ t, z ^ n • t = s ∧ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) t

tactic: exact ⟨a n, by simp [h, hn.ne', this], by simpa [h] using hasSum_at_zero fun m => a (m + n)⟩
state_before: case pos
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : z = 0
this : s = 0
⊢ ∃ t, z ^ n • t = s ∧ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) t
state_after: no goals

tactic: simpa [ha 0 hn, h] using hasSum_at_zero a
state_before: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : z = 0
⊢ HasSum (fun m => z ^ m • a m) 0
state_after: no goals

tactic: simp [h, hn.ne', this]
state_before: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : z = 0
this : s = 0
⊢ z ^ n • a n = s
state_after: no goals

tactic: simpa [h] using hasSum_at_zero fun m => a (m + n)
state_before: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : z = 0
this : s = 0
⊢ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) (a n)
state_after: no goals

tactic: refine ⟨(z ^ n)⁻¹ • s, by field_simp [smul_smul], ?_⟩
state_before: case neg
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
⊢ ∃ t, z ^ n • t = s ∧ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) t
state_after: case neg
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
⊢ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) ((z ^ n)⁻¹ • s)

tactic: have h1 : ∑ i ∈ Finset.range n, z ^ i • a i = 0 :=
  Finset.sum_eq_zero fun k hk => by simp [ha k (Finset.mem_range.mp hk)]
state_before: case neg
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
⊢ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) ((z ^ n)⁻¹ • s)
state_after: case neg
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
h1 : ∑ i ∈ Finset.range n, z ^ i • a i = 0
⊢ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) ((z ^ n)⁻¹ • s)

tactic: have h2 : HasSum (fun m => z ^ (m + n) • a (m + n)) s := by
  simpa [h1] using (hasSum_nat_add_iff' n).mpr hs
state_before: case neg
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
h1 : ∑ i ∈ Finset.range n, z ^ i • a i = 0
⊢ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) ((z ^ n)⁻¹ • s)
state_after: case neg
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
h1 : ∑ i ∈ Finset.range n, z ^ i • a i = 0
h2 : HasSum (fun m => z ^ (m + n) • a (m + n)) s
⊢ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) ((z ^ n)⁻¹ • s)

tactic: convert h2.const_smul (z⁻¹ ^ n) using 1
state_before: case neg
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
h1 : ∑ i ∈ Finset.range n, z ^ i • a i = 0
h2 : HasSum (fun m => z ^ (m + n) • a (m + n)) s
⊢ HasSum (fun m => z ^ m • a (m + n)) ((z ^ n)⁻¹ • s)
state_after: case h.e'_5
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
h1 : ∑ i ∈ Finset.range n, z ^ i • a i = 0
h2 : HasSum (fun m => z ^ (m + n) • a (m + n)) s
⊢ (fun m => z ^ m • a (m + n)) = fun i => z⁻¹ ^ n • z ^ (i + n) • a (i + n)

case h.e'_6
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
h1 : ∑ i ∈ Finset.range n, z ^ i • a i = 0
h2 : HasSum (fun m => z ^ (m + n) • a (m + n)) s
⊢ (z ^ n)⁻¹ • s = z⁻¹ ^ n • s

tactic: field_simp [smul_smul]
state_before: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
⊢ z ^ n • (z ^ n)⁻¹ • s = s
state_after: no goals

tactic: simp [ha k (Finset.mem_range.mp hk)]
state_before: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
k : ℕ
hk : k ∈ Finset.range n
⊢ z ^ k • a k = 0
state_after: no goals

tactic: simpa [h1] using (hasSum_nat_add_iff' n).mpr hs
state_before: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
h1 : ∑ i ∈ Finset.range n, z ^ i • a i = 0
⊢ HasSum (fun m => z ^ (m + n) • a (m + n)) s
state_after: no goals

tactic: field_simp [pow_add, smul_smul]
state_before: case h.e'_5
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
h1 : ∑ i ∈ Finset.range n, z ^ i • a i = 0
h2 : HasSum (fun m => z ^ (m + n) • a (m + n)) s
⊢ (fun m => z ^ m • a (m + n)) = fun i => z⁻¹ ^ n • z ^ (i + n) • a (i + n)
state_after: no goals

tactic: simp only [inv_pow]
state_before: case h.e'_6
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
a : ℕ → E
hs : HasSum (fun m => z ^ m • a m) s
ha : ∀ k < n, a k = 0
hn : n > 0
h : ¬z = 0
h1 : ∑ i ∈ Finset.range n, z ^ i • a i = 0
h2 : HasSum (fun m => z ^ (m + n) • a (m + n)) s
⊢ (z ^ n)⁻¹ • s = z⁻¹ ^ n • s
state_after: no goals