-- Lean 4 proof step from Mathlib.RingTheory.GradedAlgebra.Radical (goal)
Goal:
ι : Type u_1
σ : Type u_2
A : Type u_3
inst : CommRing A
inst_1 : AddCommMonoid ι
inst_2 : LinearOrder ι
inst_3 : IsOrderedCancelAddMonoid ι
inst_4 : SetLike σ A
inst_5 : AddSubmonoidClass σ A
𝒜 : ι → σ
inst_6 : GradedRing 𝒜
I : Ideal A
hI : IsHomogeneous 𝒜 I
I_ne_top : I ≠ ⊤
homogeneous_mem_or_mem : ∀ {x y : A}, IsHomogeneousElem 𝒜 x → IsHomogeneousElem 𝒜 y → x * y ∈ I → x ∈ I ∨ y ∈ I
x y : A
rid₁ : x ∉ I
rid₂ : y ∉ I
set₁ : Finset ι :=
  {i ∈ DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) x) |
    ((proj 𝒜 i : (a : A) → A) x : A) ∉ I}
set₁_eq :
  set₁ =
    {i ∈ DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) x) |
      ((proj 𝒜 i : (a : A) → A) x : A) ∉ I}
set₂ : Finset ι :=
  {i ∈ DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) y) |
    ((proj 𝒜 i : (a : A) → A) y : A) ∉ I}
set₂_eq :
  set₂ =
    {i ∈ DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) y) |
      ((proj 𝒜 i : (a : A) → A) y : A) ∉ I}
nonempty :
  ∀ x ∉ I,
    Finset.Nonempty.{u_1} (α := ι)
      ({i ∈ DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) x) |
        ((proj 𝒜 i : (a : A) → A) x : A) ∉ I})
max₁ : ι := set₁.max' ⋯
max₂ : ι := set₂.max' ⋯
mem_max₁ : max₁ ∈ set₁
mem_max₂ : max₂ ∈ set₂
hxy : Membership.mem (α := A) I ((proj 𝒜 (max₁ + max₂) : (a : A) → A) (x * y) : A)
antidiag : Finset (ι × ι) :=
  {z ∈
      SProd.sprod (α := Finset ι) (β := Finset ι)
        (DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) x))
        (DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) y)) |
    z.1 + z.2 = max₁ + max₂}
ha :
  antidiag =
    {z ∈
        SProd.sprod (α := Finset ι) (β := Finset ι)
          (DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) x))
          (DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) y)) |
      z.1 + z.2 = max₁ + max₂}
mem_antidiag : (max₁, max₂) ∈ antidiag
simp_rw :
  Eq (α := A) ((proj 𝒜 (max₁ + max₂) : (a : A) → A) (x * y) : A)
    (∑
        x_1 ∈
          SProd.sprod (α := Finset ι) (β := Finset ι)
            (DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) x))
            (DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) y)) with
        x_1.1 + x_1.2 = max₁ + max₂,
        HMul.hMul (α := A) (β := A) ((proj 𝒜 x_1.1 : (a : A) → A) x : A) ((proj 𝒜 x_1.2 : (a : A) → A) y : A) :
      A)
simp_rw₁ :
  (↑((((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) (x * y) : ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) : (a : ι) → ↥(𝒜 a)) (max₁ + max₂)) :
      A) =
    ∑
      x_1 ∈
        SProd.sprod (α := Finset ι) (β := Finset ι)
          (DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) x))
          (DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) y)) with
      x_1.1 + x_1.2 = max₁ + max₂,
      (↑((((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) x : ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) : (a : ι) → ↥(𝒜 a)) x_1.1) : A) *
        (↑((((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) y : ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) : (a : ι) → ↥(𝒜 a)) x_1.2) : A)
⊢ Eq (α := A) ((proj 𝒜 (max₁ + max₂) : (a : A) → A) (x * y) : A)
    (∑ ij ∈ antidiag,
        HMul.hMul (α := A) (β := A) ((proj 𝒜 ij.1 : (a : A) → A) x : A) ((proj 𝒜 ij.2 : (a : A) → A) y : A) :
      A)
have simp_rw₂ : (↑((HMul.hMul (α := ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) (β := ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i))
            ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) x : ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i))
            ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) y : ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) :
          (a : ι) → ↥(𝒜 a))
        (max₁ + max₂)) :
    A) =
  ∑
    x_1 ∈
      SProd.sprod (α := Finset ι) (β := Finset ι)
        (DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) x))
        (DFinsupp.support (β := fun (i : ι) ↦ ↥(𝒜 i)) ((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) y)) with
    x_1.1 + x_1.2 = max₁ + max₂,
    (↑((((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) x : ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) : (a : ι) → ↥(𝒜 a)) x_1.1) : A) *
      (↑((((decompose 𝒜 : (a : A) → ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) y : ⨁ (i : ι), ↥(𝒜 i)) : (a : ι) → ↥(𝒜 a)) x_1.2) : A)
Tactic: simp_rw [ha, proj_apply, DirectSum.decompose_mul, DirectSum.coe_mul_apply 𝒜]