-- Lean 4 proof step from Mathlib.Algebra.MonoidAlgebra.Grading (goal)
Goal:
M : Type u_1
ι : Type u_2
R : Type u_3
inst : AddMonoid M
inst_1 : DecidableEq ι
inst_2 : AddMonoid ι
inst_3 : CommSemiring R
f : M →+ ι
x : R[M]
m : M
b : R
y : M →₀ R
hmy : m ∉ y.support
hb : b ≠ 0
this : Disjoint (Finsupp.support (Finsupp.single m b)) y.support
ih :
  ∀
    (hx :
      Membership.mem (γ := Submodule R R[M])
        (gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) y),
    Eq (α := ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
      ((decomposeAux f : (a : R[M]) → ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
          (↑(Subtype.mk (p := fun (x : R[M]) ↦
                Membership.mem (γ := Submodule R R[M])
                  (gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) x)
                y hx) :
            R[M]) :
        ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
      (((DirectSum.of (ι := ι) (fun (i : ι) ↦ ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) ((f : (a : M) → ι) m : ι) :
              ↥(gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) →+
                ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) :
            (a : ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m))) → ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
          (Subtype.mk (p := fun (x : R[M]) ↦
            Membership.mem (γ := Submodule R R[M])
              (gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) x)
            y hx) :
        ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
hmby :
  Membership.mem (γ := Submodule R R[M])
    (gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι))
    (Finsupp.single m b + y)
h1 :
  (↑(Finsupp.support (Finsupp.single m b)) : Set M) ⊆
    Set.preimage (β := ι) (⇑f : (a : M) → ι) (singleton (α := ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι))
h2 : (↑y.support : Set M) ⊆ Set.preimage (β := ι) (⇑f : (a : M) → ι) (singleton (α := ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι))
ih' : Eq (α := ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
  ((decomposeAux f : (a : R[M]) → ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) y :
    ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
  (((DirectSum.of (ι := ι) (fun (i : ι) ↦ ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) ((f : (a : M) → ι) m : ι) :
          ↥(gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) →+
            ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) :
        (a : ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m))) → ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
      (Subtype.mk (p := fun (x : R[M]) ↦
        Membership.mem (γ := Submodule R R[M])
          (gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) x)
        y h2) :
    ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) :=
  ⋯
⊢ Eq (α := ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
    (((DirectSum.of (ι := ι) (fun (i : ι) ↦ ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) ((f : (a : M) → ι) m : ι) :
            ↥(gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) →+
              ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) :
          (a : ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m))) → ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
        (HAdd.hAdd (α :=
          ↥(gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)))
          (Subtype.mk (p := fun (x : R[M]) ↦
            Membership.mem (γ := Submodule R R[M])
              (gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) x)
            (Finsupp.single m b) ⋯)
          (Subtype.mk (p := fun (x : R[M]) ↦
            Membership.mem (γ := Submodule R R[M])
              (gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) x)
            y h2)) :
      ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
    (((DirectSum.of (ι := ι) (fun (i : ι) ↦ ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) ((f : (a : M) → ι) m : ι) :
            ↥(gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) →+
              ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) :
          (a : ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m))) → ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
        (Subtype.mk (p := fun (x : R[M]) ↦
          Membership.mem (γ := Submodule R R[M])
            (gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) x)
          (Finsupp.single m b + y) hmby) :
      ⨁ (i : ι), ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
have refine_2 : Eq (α := GradedMonoid fun (i : ι) ↦ ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
  (GradedMonoid.mk (A := fun (i : ι) ↦ ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) ((f : (a : M) → ι) m)
      (HAdd.hAdd (α :=
        ↥(gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)))
        (Subtype.mk (p := fun (x : R[M]) ↦
          Membership.mem (γ := Submodule R R[M])
            (gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) x)
          (Finsupp.single m b) sorry)
        (Subtype.mk (p := fun (x : R[M]) ↦
          Membership.mem (γ := Submodule R R[M])
            (gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) x)
          y h2)) :
    GradedMonoid fun (i : ι) ↦ ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
  (GradedMonoid.mk (A := fun (i : ι) ↦ ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i)) ((f : (a : M) → ι) m)
      (Subtype.mk (p := fun (x : R[M]) ↦
        Membership.mem (γ := Submodule R R[M])
          (gradeBy.{u_1, u_2, u_3} (ι := ι) R ((⇑f : (a : M) → ι) : (a : M) → ι) ((f : (a : M) → ι) m : ι)) x)
        (Finsupp.single m b + y) hmby) :
    GradedMonoid fun (i : ι) ↦ ↥(gradeBy R (⇑f : (a : M) → ι) i))
Tactic: apply DirectSum.of_eq_of_gradedMonoid_eq