Theorem: LieIdeal.coe_lcs_eq
File: Mathlib/Algebra/Lie/Nilpotent.lean

tactic: induction' k with k ih
state_before: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k : ℕ
⊢ ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
state_after: case zero
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k : ℕ
⊢ ↑(I.lcs M 0) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M 0)

case succ
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
⊢ ↑(I.lcs M (k + 1)) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M (k + 1))

tactic: simp
state_before: case zero
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k : ℕ
⊢ ↑(I.lcs M 0) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M 0)
state_after: no goals

tactic: simp_rw [lowerCentralSeries_succ, lcs_succ, LieSubmodule.lieIdeal_oper_eq_linear_span', ←
  (I.lcs M k).mem_coeSubmodule, ih, LieSubmodule.mem_coeSubmodule, LieSubmodule.mem_top,
  true_and, (I : LieSubalgebra R L).coe_bracket_of_module]
state_before: case succ
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
⊢ ↑(I.lcs M (k + 1)) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M (k + 1))
state_after: case succ
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
⊢ Submodule.span R {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m} =
    Submodule.span R {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m}

tactic: congr
state_before: case succ
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
⊢ Submodule.span R {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m} =
    Submodule.span R {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m}
state_after: case succ.e_s
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
⊢ {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m} =
    {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m}

tactic: ext m
state_before: case succ.e_s
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
⊢ {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m} =
    {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m}
state_after: case succ.e_s.h
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
m : M
⊢ m ∈ {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m} ↔
    m ∈ {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m}

tactic: constructor
state_before: case succ.e_s.h
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
m : M
⊢ m ∈ {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m} ↔
    m ∈ {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m}
state_after: case succ.e_s.h.mp
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
m : M
⊢ m ∈ {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m} →
    m ∈ {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m}

case succ.e_s.h.mpr
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
m : M
⊢ m ∈ {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m} →
    m ∈ {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m}

tactic: rintro ⟨x, hx, m, hm, rfl⟩
state_before: case succ.e_s.h.mp
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
m : M
⊢ m ∈ {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m} →
    m ∈ {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m}
state_after: case succ.e_s.h.mp.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
x : L
hx : x ∈ I
m : M
hm : m ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k
⊢ ⁅x, m⁆ ∈ {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m}

tactic: exact ⟨⟨x, hx⟩, m, hm, rfl⟩
state_before: case succ.e_s.h.mp.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
x : L
hx : x ∈ I
m : M
hm : m ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k
⊢ ⁅x, m⁆ ∈ {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m}
state_after: no goals

tactic: rintro ⟨⟨x, hx⟩, m, hm, rfl⟩
state_before: case succ.e_s.h.mpr
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
m : M
⊢ m ∈ {m | ∃ x, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅↑x, n⁆ = m} →
    m ∈ {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m}
state_after: case succ.e_s.h.mpr.intro.mk.intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
x : L
hx : x ∈ ↑I
m : M
hm : m ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k
⊢ ⁅↑⟨x, hx⟩, m⁆ ∈ {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m}

tactic: exact ⟨x, hx, m, hm, rfl⟩
state_before: case succ.e_s.h.mpr.intro.mk.intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
I : LieIdeal R L
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k✝ k : ℕ
ih : ↑(I.lcs M k) = ↑(lowerCentralSeries R (↥↑I) M k)
x : L
hx : x ∈ ↑I
m : M
hm : m ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k
⊢ ⁅↑⟨x, hx⟩, m⁆ ∈ {m | ∃ x ∈ I, ∃ n ∈ lowerCentralSeries R (↥↑I) M k, ⁅x, n⁆ = m}
state_after: no goals