-- Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.GaloisField
Goal:
n : ℕ
h : n ≠ 0
n_1 : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime (n_1 + 1))
this : Fintype (GaloisField (n_1 + 1) n)
g_poly : (ZMod (n_1 + 1))[X] := HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X
hp : 1 < n_1 + 1
aux : HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X ≠ 0
key : Fintype.card (↑(g_poly.rootSet (GaloisField (n_1 + 1) n)) : Type) = (n_1 + 1) ^ n
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = (n_1 + 1) ^ n
x : GaloisField (n_1 + 1) n
hx :
  Membership.mem (γ := Subring (GaloisField (n_1 + 1) n))
    (Subring.closure
      (Set.range (ι := ZMod (n_1 + 1))
          (⇑(algebraMap (ZMod (n_1 + 1)) (GaloisField (n_1 + 1) n)) : (a : ZMod (n_1 + 1)) → GaloisField (n_1 + 1) n) ∪
        (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).rootSet
          (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).SplittingField))
    x
succ :
  ∀ (x y : GaloisField (n_1 + 1) n)
    (hx :
      Membership.mem (γ := Subring (GaloisField (n_1 + 1) n))
        (Subring.closure
          (Set.range (ι := ZMod (n_1 + 1))
              (⇑(algebraMap (ZMod (n_1 + 1)) (GaloisField (n_1 + 1) n)) :
                (a : ZMod (n_1 + 1)) → GaloisField (n_1 + 1) n) ∪
            (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).rootSet
              (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).SplittingField))
        x)
    (hy :
      Membership.mem (γ := Subring (GaloisField (n_1 + 1) n))
        (Subring.closure
          (Set.range (ι := ZMod (n_1 + 1))
              (⇑(algebraMap (ZMod (n_1 + 1)) (GaloisField (n_1 + 1) n)) :
                (a : ZMod (n_1 + 1)) → GaloisField (n_1 + 1) n) ∪
            (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).rootSet
              (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).SplittingField))
        y),
    Eq (α := GaloisField (n_1 + 1) n)
        ((aeval x : (a : (ZMod (n_1 + 1))[X]) → GaloisField (n_1 + 1) n)
          (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X))
        0 →
      Eq (α := GaloisField (n_1 + 1) n)
          ((aeval y : (a : (ZMod (n_1 + 1))[X]) → GaloisField (n_1 + 1) n)
            (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X))
          0 →
        Eq (α := GaloisField (n_1 + 1) n)
          ((aeval (x + y) : (a : (ZMod (n_1 + 1))[X]) → GaloisField (n_1 + 1) n)
            (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X))
          0
⊢ ∀ (x y : GaloisField (n_1 + 1) n)
    (hx :
      Membership.mem (γ := Subring (GaloisField (n_1 + 1) n))
        (Subring.closure
          (Set.range (ι := ZMod (n_1 + 1))
              (⇑(algebraMap (ZMod (n_1 + 1)) (GaloisField (n_1 + 1) n)) :
                (a : ZMod (n_1 + 1)) → GaloisField (n_1 + 1) n) ∪
            (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).rootSet
              (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).SplittingField))
        x)
    (hy :
      Membership.mem (γ := Subring (GaloisField (n_1 + 1) n))
        (Subring.closure
          (Set.range (ι := ZMod (n_1 + 1))
              (⇑(algebraMap (ZMod (n_1 + 1)) (GaloisField (n_1 + 1) n)) :
                (a : ZMod (n_1 + 1)) → GaloisField (n_1 + 1) n) ∪
            (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).rootSet
              (HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).SplittingField))
        y),
    Membership.mem (γ := Set (GaloisField (n_1 + 1) n))
        ((HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).rootSet (GaloisField (n_1 + 1) n)) x →
      Membership.mem (γ := Set (GaloisField (n_1 + 1) n))
          ((HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).rootSet (GaloisField (n_1 + 1) n)) y →
        Membership.mem (γ := Set (GaloisField (n_1 + 1) n))
          ((HPow.hPow (α := (ZMod (n_1 + 1))[X]) X ((n_1 + 1) ^ n) - X).rootSet (GaloisField (n_1 + 1) n)) (x + y)

Tactic:
simp_rw [mem_rootSet_of_ne aux]

Premises used: Polynomial.mem_rootSet_of_ne