Theorem: IsPrimitiveRoot.arg
File: Mathlib/RingTheory/RootsOfUnity/Complex.lean

tactic: rw [Complex.isPrimitiveRoot_iff _ _ hn] at h
state_before: n : ℕ
ζ : ℂ
h : IsPrimitiveRoot ζ n
hn : n ≠ 0
⊢ ∃ i, ζ.arg = ↑i / ↑n * (2 * Real.pi) ∧ IsCoprime i ↑n ∧ i.natAbs < n
state_after: n : ℕ
ζ : ℂ
h : ∃ i < n, ∃ (_ : i.Coprime n), Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I * (↑i / ↑n)) = ζ
hn : n ≠ 0
⊢ ∃ i, ζ.arg = ↑i / ↑n * (2 * Real.pi) ∧ IsCoprime i ↑n ∧ i.natAbs < n

tactic: obtain ⟨i, h, hin, rfl⟩ := h
state_before: n : ℕ
ζ : ℂ
h : ∃ i < n, ∃ (_ : i.Coprime n), Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I * (↑i / ↑n)) = ζ
hn : n ≠ 0
⊢ ∃ i, ζ.arg = ↑i / ↑n * (2 * Real.pi) ∧ IsCoprime i ↑n ∧ i.natAbs < n
state_after: case intro.intro.intro
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
⊢ ∃ i_1,
    (Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I * (↑i / ↑n))).arg = ↑i_1 / ↑n * (2 * Real.pi) ∧
      IsCoprime i_1 ↑n ∧ i_1.natAbs < n

tactic: rw [mul_comm, ← mul_assoc, Complex.exp_mul_I]
state_before: case intro.intro.intro
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
⊢ ∃ i_1,
    (Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I * (↑i / ↑n))).arg = ↑i_1 / ↑n * (2 * Real.pi) ∧
      IsCoprime i_1 ↑n ∧ i_1.natAbs < n
state_after: case intro.intro.intro
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
⊢ ∃ i_1,
    (Complex.cos (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) + Complex.sin (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) * Complex.I).arg =
        ↑i_1 / ↑n * (2 * Real.pi) ∧
      IsCoprime i_1 ↑n ∧ i_1.natAbs < n

tactic: refine ⟨if i * 2 ≤ n then i else i - n, ?_, ?_, ?_⟩
state_before: case intro.intro.intro
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
⊢ ∃ i_1,
    (Complex.cos (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) + Complex.sin (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) * Complex.I).arg =
        ↑i_1 / ↑n * (2 * Real.pi) ∧
      IsCoprime i_1 ↑n ∧ i_1.natAbs < n
state_after: case intro.intro.intro.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
⊢ (Complex.cos (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) + Complex.sin (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) * Complex.I).arg =
    ↑(if i * 2 ≤ n then ↑i else ↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi)

case intro.intro.intro.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
⊢ IsCoprime (if i * 2 ≤ n then ↑i else ↑i - ↑n) ↑n

case intro.intro.intro.refine_3
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
⊢ (if i * 2 ≤ n then ↑i else ↑i - ↑n).natAbs < n

tactic: split_ifs with h₂
state_before: case intro.intro.intro.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
⊢ (Complex.cos (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) + Complex.sin (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) * Complex.I).arg =
    ↑(if i * 2 ≤ n then ↑i else ↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi)
state_after: case pos
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ (Complex.cos (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) + Complex.sin (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) * Complex.I).arg =
    ↑↑i / ↑n * (2 * Real.pi)

case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (Complex.cos (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) + Complex.sin (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) * Complex.I).arg =
    ↑(↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi)

tactic: rw [← Complex.cos_sub_two_pi, ← Complex.sin_sub_two_pi]
state_before: case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (Complex.cos (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) + Complex.sin (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) * Complex.I).arg =
    ↑(↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi)
state_after: case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (Complex.cos (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi) +
        Complex.sin (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi) * Complex.I).arg =
    ↑(↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi)

tactic: convert Complex.arg_cos_add_sin_mul_I _
state_before: case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (Complex.cos (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi) +
        Complex.sin (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi) * Complex.I).arg =
    ↑(↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi)
state_after: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi = ↑(↑(↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi))

case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_6.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi = ↑(↑(↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi))

case neg.convert_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑(↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi) ∈ Set.Ioc (-Real.pi) Real.pi

tactic: field_simp [hn]
state_before: case neg.convert_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑(↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi) ∈ Set.Ioc (-Real.pi) Real.pi
state_after: case neg.convert_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ -Real.pi < (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi) / ↑n ∧ (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi) / ↑n ≤ Real.pi

tactic: refine ⟨?_, le_trans ?_ Real.pi_pos.le⟩
state_before: case neg.convert_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ -Real.pi < (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi) / ↑n ∧ (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi) / ↑n ≤ Real.pi
state_after: case neg.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ -Real.pi < (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi) / ↑n

case neg.convert_2.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi) / ↑n ≤ 0

tactic: on_goal 2 =>
  rw [mul_div_assoc]
  exact mul_nonpos_of_nonpos_of_nonneg (sub_nonpos.mpr <| mod_cast h.le)
    (div_nonneg (by simp [Real.pi_pos.le]) <| by simp)
state_before: case neg.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ -Real.pi < (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi) / ↑n

case neg.convert_2.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi) / ↑n ≤ 0
state_after: case neg.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ -Real.pi < (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi) / ↑n

tactic: rw [← mul_rotate', mul_div_assoc, neg_lt, ← mul_neg, mul_lt_iff_lt_one_right Real.pi_pos, ←
  neg_div, ← neg_mul, neg_sub, div_lt_iff, one_mul, sub_mul, sub_lt_comm, ← mul_sub_one]
state_before: case neg.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ -Real.pi < (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi) / ↑n
state_after: case neg.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑n * (2 - 1) < ↑i * 2

case neg.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ 0 < ↑n

tactic: replace hin := Nat.isCoprime_iff_coprime.mpr hin
state_before: case intro.intro.intro.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
⊢ IsCoprime (if i * 2 ≤ n then ↑i else ↑i - ↑n) ↑n
state_after: case intro.intro.intro.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : IsCoprime ↑i ↑n
⊢ IsCoprime (if i * 2 ≤ n then ↑i else ↑i - ↑n) ↑n

tactic: split_ifs
state_before: case intro.intro.intro.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : IsCoprime ↑i ↑n
⊢ IsCoprime (if i * 2 ≤ n then ↑i else ↑i - ↑n) ↑n
state_after: case pos
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : IsCoprime ↑i ↑n
h✝ : i * 2 ≤ n
⊢ IsCoprime ↑i ↑n

case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : IsCoprime ↑i ↑n
h✝ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ IsCoprime (↑i - ↑n) ↑n

tactic: exact hin
state_before: case pos
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : IsCoprime ↑i ↑n
h✝ : i * 2 ≤ n
⊢ IsCoprime ↑i ↑n
state_after: no goals

tactic: convert hin.add_mul_left_left (-1) using 1
state_before: case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : IsCoprime ↑i ↑n
h✝ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ IsCoprime (↑i - ↑n) ↑n
state_after: case h.e'_3
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : IsCoprime ↑i ↑n
h✝ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑i - ↑n = ↑i + ↑n * -1

tactic: rw [mul_neg_one, sub_eq_add_neg]
state_before: case h.e'_3
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : IsCoprime ↑i ↑n
h✝ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑i - ↑n = ↑i + ↑n * -1
state_after: no goals

tactic: split_ifs with h₂
state_before: case intro.intro.intro.refine_3
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
⊢ (if i * 2 ≤ n then ↑i else ↑i - ↑n).natAbs < n
state_after: case pos
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ (↑i).natAbs < n

case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (↑i - ↑n).natAbs < n

tactic: suffices (i - n : ℤ).natAbs = n - i by
  rw [this]
  apply tsub_lt_self hn.bot_lt
  contrapose! h₂
  rw [Nat.eq_zero_of_le_zero h₂, zero_mul]
  exact zero_le _
state_before: case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (↑i - ↑n).natAbs < n
state_after: case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (↑i - ↑n).natAbs = n - i

tactic: rw [← Int.natAbs_neg, neg_sub, Int.natAbs_eq_iff]
state_before: case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (↑i - ↑n).natAbs = n - i
state_after: case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑n - ↑i = ↑(n - i) ∨ ↑n - ↑i = -↑(n - i)

tactic: exact Or.inl (Int.ofNat_sub h.le).symm
state_before: case neg
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑n - ↑i = ↑(n - i) ∨ ↑n - ↑i = -↑(n - i)
state_after: no goals

tactic: exact mod_cast h
state_before: case pos
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ (↑i).natAbs < n
state_after: no goals

tactic: rw [this]
state_before: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
this : (↑i - ↑n).natAbs = n - i
⊢ (↑i - ↑n).natAbs < n
state_after: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
this : (↑i - ↑n).natAbs = n - i
⊢ n - i < n

tactic: apply tsub_lt_self hn.bot_lt
state_before: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
this : (↑i - ↑n).natAbs = n - i
⊢ n - i < n
state_after: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
this : (↑i - ↑n).natAbs = n - i
⊢ 0 < i

tactic: contrapose! h₂
state_before: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
this : (↑i - ↑n).natAbs = n - i
⊢ 0 < i
state_after: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
this : (↑i - ↑n).natAbs = n - i
h₂ : i ≤ 0
⊢ i * 2 ≤ n

tactic: rw [Nat.eq_zero_of_le_zero h₂, zero_mul]
state_before: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
this : (↑i - ↑n).natAbs = n - i
h₂ : i ≤ 0
⊢ i * 2 ≤ n
state_after: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
this : (↑i - ↑n).natAbs = n - i
h₂ : i ≤ 0
⊢ 0 ≤ n

tactic: exact zero_le _
state_before: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
this : (↑i - ↑n).natAbs = n - i
h₂ : i ≤ 0
⊢ 0 ≤ n
state_after: no goals

tactic: convert Complex.arg_cos_add_sin_mul_I _
state_before: case pos
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ (Complex.cos (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) + Complex.sin (↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)) * Complex.I).arg =
    ↑↑i / ↑n * (2 * Real.pi)
state_after: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) = ↑(↑↑i / ↑n * (2 * Real.pi))

case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_6.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) = ↑(↑↑i / ↑n * (2 * Real.pi))

case pos.convert_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑↑i / ↑n * (2 * Real.pi) ∈ Set.Ioc (-Real.pi) Real.pi

tactic: field_simp [hn]
state_before: case pos.convert_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑↑i / ↑n * (2 * Real.pi) ∈ Set.Ioc (-Real.pi) Real.pi
state_after: case pos.convert_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ -Real.pi < ↑i * (2 * Real.pi) / ↑n ∧ ↑i * (2 * Real.pi) / ↑n ≤ Real.pi

tactic: refine ⟨(neg_lt_neg Real.pi_pos).trans_le ?_, ?_⟩
state_before: case pos.convert_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ -Real.pi < ↑i * (2 * Real.pi) / ↑n ∧ ↑i * (2 * Real.pi) / ↑n ≤ Real.pi
state_after: case pos.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ -0 ≤ ↑i * (2 * Real.pi) / ↑n

case pos.convert_2.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑i * (2 * Real.pi) / ↑n ≤ Real.pi

tactic: rw [← mul_rotate', mul_div_assoc]
state_before: case pos.convert_2.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑i * (2 * Real.pi) / ↑n ≤ Real.pi
state_after: case pos.convert_2.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ Real.pi * (↑i * 2 / ↑n) ≤ Real.pi

tactic: rw [← mul_one n] at h₂
state_before: case pos.convert_2.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ Real.pi * (↑i * 2 / ↑n) ≤ Real.pi
state_after: case pos.convert_2.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n * 1
⊢ Real.pi * (↑i * 2 / ↑n) ≤ Real.pi

tactic: exact mul_le_of_le_one_right Real.pi_pos.le
  ((div_le_iff' <| mod_cast pos_of_gt h).mpr <| mod_cast h₂)
state_before: case pos.convert_2.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n * 1
⊢ Real.pi * (↑i * 2 / ↑n) ≤ Real.pi
state_after: no goals

tactic: push_cast
state_before: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) = ↑(↑↑i / ↑n * (2 * Real.pi))
state_after: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) = ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)

tactic: rfl
state_before: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) = ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)
state_after: no goals

tactic: push_cast
state_before: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_6.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) = ↑(↑↑i / ↑n * (2 * Real.pi))
state_after: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_6.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) = ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)

tactic: rfl
state_before: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_6.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) = ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi)
state_after: no goals

tactic: rw [neg_zero]
state_before: case pos.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ -0 ≤ ↑i * (2 * Real.pi) / ↑n
state_after: case pos.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ 0 ≤ ↑i * (2 * Real.pi) / ↑n

tactic: exact mul_nonneg (mul_nonneg i.cast_nonneg <| by simp [Real.pi_pos.le])
  (by rw [inv_nonneg]; simp only [Nat.cast_nonneg])
state_before: case pos.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ 0 ≤ ↑i * (2 * Real.pi) / ↑n
state_after: no goals

tactic: simp [Real.pi_pos.le]
state_before: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ 0 ≤ 2 * Real.pi
state_after: no goals

tactic: rw [inv_nonneg]
state_before: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ 0 ≤ (↑n)⁻¹
state_after: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ 0 ≤ ↑n

tactic: simp only [Nat.cast_nonneg]
state_before: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : i * 2 ≤ n
⊢ 0 ≤ ↑n
state_after: no goals

tactic: push_cast
state_before: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi = ↑(↑(↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi))
state_after: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi = (↑i - ↑n) / ↑n * (2 * ↑Real.pi)

tactic: rw [← sub_one_mul, sub_div, div_self]
state_before: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi = (↑i - ↑n) / ↑n * (2 * ↑Real.pi)
state_after: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑n ≠ 0

tactic: exact mod_cast hn
state_before: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑n ≠ 0
state_after: no goals

tactic: push_cast
state_before: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_6.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi = ↑(↑(↑i - ↑n) / ↑n * (2 * Real.pi))
state_after: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_6.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi = (↑i - ↑n) / ↑n * (2 * ↑Real.pi)

tactic: rw [← sub_one_mul, sub_div, div_self]
state_before: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_6.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑i / ↑n * (2 * ↑Real.pi) - 2 * ↑Real.pi = (↑i - ↑n) / ↑n * (2 * ↑Real.pi)
state_after: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_6.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑n ≠ 0

tactic: exact mod_cast hn
state_before: case h.e'_2.h.e'_1.h.e'_6.h.e'_5.h.e'_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑n ≠ 0
state_after: no goals

tactic: rw [mul_div_assoc]
state_before: case neg.convert_2.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi) / ↑n ≤ 0
state_after: case neg.convert_2.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi / ↑n) ≤ 0

tactic: exact mul_nonpos_of_nonpos_of_nonneg (sub_nonpos.mpr <| mod_cast h.le)
  (div_nonneg (by simp [Real.pi_pos.le]) <| by simp)
state_before: case neg.convert_2.refine_2
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ (↑i - ↑n) * (2 * Real.pi / ↑n) ≤ 0
state_after: no goals

tactic: simp [Real.pi_pos.le]
state_before: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ 0 ≤ 2 * Real.pi
state_after: no goals

tactic: simp
state_before: n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ 0 ≤ ↑n
state_after: no goals

tactic: norm_num
state_before: case neg.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑n * (2 - 1) < ↑i * 2
state_after: case neg.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑n < ↑i * 2

tactic: exact mod_cast not_le.mp h₂
state_before: case neg.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ ↑n < ↑i * 2
state_after: no goals

tactic: exact Nat.cast_pos.mpr hn.bot_lt
state_before: case neg.convert_2.refine_1
n : ℕ
hn : n ≠ 0
i : ℕ
h : i < n
hin : i.Coprime n
h₂ : ¬i * 2 ≤ n
⊢ 0 < ↑n
state_after: no goals