Theorem: FermatLastTheoremForThreeGen.a_cube_b_cube_congr_one_or_neg_one
File: Mathlib/NumberTheory/FLT/Three.lean

tactic: obtain ⟨z, hz⟩ := S'.hcdvd
state_before: K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1 ∨ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1
state_after: case intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1 ∨ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1

tactic: rcases lambda_pow_four_dvd_cube_sub_one_or_add_one_of_lambda_not_dvd hζ S'.ha with
  (⟨x, hx⟩ | ⟨x, hx⟩) <;>
rcases lambda_pow_four_dvd_cube_sub_one_or_add_one_of_lambda_not_dvd hζ S'.hb with
  (⟨y, hy⟩ | ⟨y, hy⟩)
state_before: case intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1 ∨ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1
state_after: case intro.inl.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1 ∨ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1

case intro.inl.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1 ∨ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1

case intro.inr.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1 ∨ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1

case intro.inr.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1 ∨ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1

tactic: exfalso
state_before: case intro.inl.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1 ∨ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1
state_after: case intro.inl.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * y
⊢ False

tactic: replace hζ : IsPrimitiveRoot ζ ((3 : ℕ+) ^ 1) := by rwa [pow_one]
state_before: case intro.inl.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * y
⊢ False
state_after: case intro.inl.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ False

tactic: refine hζ.toInteger_sub_one_not_dvd_two (by decide) ⟨S'.u * λ ^ 2 * z ^ 3 - λ ^ 3 * (x + y), ?_⟩
state_before: case intro.inl.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ False
state_after: case intro.inl.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ 2 = (hζ.toInteger - 1) * (↑S'.u * (hζ✝.toInteger - 1) ^ 2 * z ^ 3 - (hζ✝.toInteger - 1) ^ 3 * (x + y))

tactic: symm
state_before: case intro.inl.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ 2 = (hζ.toInteger - 1) * (↑S'.u * (hζ✝.toInteger - 1) ^ 2 * z ^ 3 - (hζ✝.toInteger - 1) ^ 3 * (x + y))
state_after: case intro.inl.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ (hζ.toInteger - 1) * (↑S'.u * (hζ✝.toInteger - 1) ^ 2 * z ^ 3 - (hζ✝.toInteger - 1) ^ 3 * (x + y)) = 2

tactic: calc _ = S'.u * (λ * z) ^ 3 - λ ^ 4 * x - λ ^ 4 * y := by ring
_ = (S'.a ^ 3 + S'.b ^ 3) - (S'.a ^ 3 - 1) - (S'.b ^ 3 - 1) := by rw [← hx, ← hy, ← hz, ← S'.H]
_ = 2 := by ring
state_before: case intro.inl.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ (hζ.toInteger - 1) * (↑S'.u * (hζ✝.toInteger - 1) ^ 2 * z ^ 3 - (hζ✝.toInteger - 1) ^ 3 * (x + y)) = 2
state_after: no goals

tactic: rwa [pow_one]
state_before: K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * y
⊢ IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
state_after: no goals

tactic: decide
state_before: K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ 3 ≠ 2
state_after: no goals

tactic: ring
state_before: K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ (hζ.toInteger - 1) * (↑S'.u * (hζ✝.toInteger - 1) ^ 2 * z ^ 3 - (hζ✝.toInteger - 1) ^ 3 * (x + y)) =
    ↑S'.u * ((hζ✝.toInteger - 1) * z) ^ 3 - (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x - (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
state_after: no goals

tactic: rw [← hx, ← hy, ← hz, ← S'.H]
state_before: K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ ↑S'.u * ((hζ✝.toInteger - 1) * z) ^ 3 - (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x - (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y =
    S'.a ^ 3 + S'.b ^ 3 - (S'.a ^ 3 - 1) - (S'.b ^ 3 - 1)
state_after: no goals

tactic: ring
state_before: K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ S'.a ^ 3 + S'.b ^ 3 - (S'.a ^ 3 - 1) - (S'.b ^ 3 - 1) = 2
state_after: no goals

tactic: left
state_before: case intro.inl.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1 ∨ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1
state_after: case intro.inl.intro.inr.intro.h
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1

tactic: exact ⟨⟨x, hx⟩, ⟨y, hy⟩⟩
state_before: case intro.inl.intro.inr.intro.h
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1
state_after: no goals

tactic: right
state_before: case intro.inr.intro.inl.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1 ∨ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1
state_after: case intro.inr.intro.inl.intro.h
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1

tactic: exact ⟨⟨x, hx⟩, ⟨y, hy⟩⟩
state_before: case intro.inr.intro.inl.intro.h
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 - 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1
state_after: no goals

tactic: exfalso
state_before: case intro.inr.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * y
⊢ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 - 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 + 1 ∨ λ ^ 4 ∣ S'.a ^ 3 + 1 ∧ λ ^ 4 ∣ S'.b ^ 3 - 1
state_after: case intro.inr.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * y
⊢ False

tactic: replace hζ : IsPrimitiveRoot ζ ((3 : ℕ+) ^ 1) := by rwa [pow_one]
state_before: case intro.inr.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * y
⊢ False
state_after: case intro.inr.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ False

tactic: refine hζ.toInteger_sub_one_not_dvd_two (by decide) ⟨λ ^ 3 * (x + y) - S'.u * λ ^ 2 * z ^ 3, ?_⟩
state_before: case intro.inr.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ False
state_after: case intro.inr.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ 2 = (hζ.toInteger - 1) * ((hζ✝.toInteger - 1) ^ 3 * (x + y) - ↑S'.u * (hζ✝.toInteger - 1) ^ 2 * z ^ 3)

tactic: symm
state_before: case intro.inr.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ 2 = (hζ.toInteger - 1) * ((hζ✝.toInteger - 1) ^ 3 * (x + y) - ↑S'.u * (hζ✝.toInteger - 1) ^ 2 * z ^ 3)
state_after: case intro.inr.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ (hζ.toInteger - 1) * ((hζ✝.toInteger - 1) ^ 3 * (x + y) - ↑S'.u * (hζ✝.toInteger - 1) ^ 2 * z ^ 3) = 2

tactic: calc _ =  λ ^ 4 * x + λ ^ 4 * y - S'.u * (λ * z) ^ 3 := by ring
_ = (S'.a ^ 3 + 1) + (S'.b ^ 3 + 1) - (S'.a ^ 3 + S'.b ^ 3) := by rw [← hx, ← hy, ← hz, ← S'.H]
_ = 2 := by ring
state_before: case intro.inr.intro.inr.intro
K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ (hζ.toInteger - 1) * ((hζ✝.toInteger - 1) ^ 3 * (x + y) - ↑S'.u * (hζ✝.toInteger - 1) ^ 2 * z ^ 3) = 2
state_after: no goals

tactic: rwa [pow_one]
state_before: K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ
S' : Solution' hζ
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = λ * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = λ ^ 4 * y
⊢ IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
state_after: no goals

tactic: decide
state_before: K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ 3 ≠ 2
state_after: no goals

tactic: ring
state_before: K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ (hζ.toInteger - 1) * ((hζ✝.toInteger - 1) ^ 3 * (x + y) - ↑S'.u * (hζ✝.toInteger - 1) ^ 2 * z ^ 3) =
    (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x + (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y - ↑S'.u * ((hζ✝.toInteger - 1) * z) ^ 3
state_after: no goals

tactic: rw [← hx, ← hy, ← hz, ← S'.H]
state_before: K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x + (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y - ↑S'.u * ((hζ✝.toInteger - 1) * z) ^ 3 =
    S'.a ^ 3 + 1 + (S'.b ^ 3 + 1) - (S'.a ^ 3 + S'.b ^ 3)
state_after: no goals

tactic: ring
state_before: K : Type u_1
inst✝³ : Field K
inst✝² : NumberField K
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension {3} ℚ K
ζ : K
hζ✝ : IsPrimitiveRoot ζ ↑3
S : Solution hζ✝
S' : Solution' hζ✝
inst✝ : DecidableRel fun a b => a ∣ b
z : 𝓞 K
hz : S'.c = (hζ✝.toInteger - 1) * z
x : 𝓞 K
hx : S'.a ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * x
y : 𝓞 K
hy : S'.b ^ 3 + 1 = (hζ✝.toInteger - 1) ^ 4 * y
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (↑3 ^ 1)
⊢ S'.a ^ 3 + 1 + (S'.b ^ 3 + 1) - (S'.a ^ 3 + S'.b ^ 3) = 2
state_after: no goals