-- Mathlib/Algebra/Module/Submodule/Range.lean
theorem mem_submoduleImage {M' : Type*} [AddCommMonoid M'] [Module R M'] {O : Submodule R M}
    {ϕ : O →ₗ[R] M'} {N : Submodule R M} {x : M'} :
    x ∈ ϕ.submoduleImage N ↔ ∃ (y : _) (yO : y ∈ O), y ∈ N ∧ ϕ ⟨y, yO⟩ = x

Proof state:
case refine_1
R : Type u_1
M : Type u_5
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : Module R M
M' : Type u_10
inst✝¹ : AddCommMonoid M'
inst✝ : Module R M'
O : Submodule R M
ϕ : ↥O →ₗ[R] M'
N : Submodule R M
x : M'
⊢ (∃ y, O.subtype y ∈ N ∧ ϕ y = x) → ∃ y, ∃ (yO : y ∈ O), y ∈ N ∧ ϕ ⟨y, yO⟩ = x

Tactic:
rintro ⟨⟨y, yO⟩, yN : y ∈ N, h⟩

Result:
case refine_1.intro.mk.intro
R : Type u_1
M : Type u_5
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : Module R M
M' : Type u_10
inst✝¹ : AddCommMonoid M'
inst✝ : Module R M'
O : Submodule R M
ϕ : ↥O →ₗ[R] M'
N : Submodule R M
x : M'
y : M
yO : y ∈ O
yN : y ∈ N
h : ϕ ⟨y, yO⟩ = x
⊢ ∃ y, ∃ (yO : y ∈ O), y ∈ N ∧ ϕ ⟨y, yO⟩ = x

Proof state:
case refine_2
R : Type u_1
M : Type u_5
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : Module R M
M' : Type u_10
inst✝¹ : AddCommMonoid M'
inst✝ : Module R M'
O : Submodule R M
ϕ : ↥O →ₗ[R] M'
N : Submodule R M
x : M'
⊢ (∃ y, ∃ (yO : y ∈ O), y ∈ N ∧ ϕ ⟨y, yO⟩ = x) → ∃ y, O.subtype y ∈ N ∧ ϕ y = x

Tactic:
rintro ⟨y, yO, yN, h⟩

Result:
case refine_2.intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_5
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : Module R M
M' : Type u_10
inst✝¹ : AddCommMonoid M'
inst✝ : Module R M'
O : Submodule R M
ϕ : ↥O →ₗ[R] M'
N : Submodule R M
x : M'
y : M
yO : y ∈ O
yN : y ∈ N
h : ϕ ⟨y, yO⟩ = x
⊢ ∃ y, O.subtype y ∈ N ∧ ϕ y = x

Proof state:
case refine_2.intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_5
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : Module R M
M' : Type u_10
inst✝¹ : AddCommMonoid M'
inst✝ : Module R M'
O : Submodule R M
ϕ : ↥O →ₗ[R] M'
N : Submodule R M
x : M'
y : M
yO : y ∈ O
yN : y ∈ N
h : ϕ ⟨y, yO⟩ = x
⊢ ∃ y, O.subtype y ∈ N ∧ ϕ y = x

Tactic:
exact ⟨⟨y, yO⟩, yN, h⟩

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_5
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : Module R M
M' : Type u_10
inst✝¹ : AddCommMonoid M'
inst✝ : Module R M'
O : Submodule R M
ϕ : ↥O →ₗ[R] M'
N : Submodule R M
x : M'
⊢ x ∈ ϕ.submoduleImage N ↔ ∃ y, ∃ (yO : y ∈ O), y ∈ N ∧ ϕ ⟨y, yO⟩ = x

Tactic:
refine Submodule.mem_map.trans ⟨?_, ?_⟩ <;> simp_rw [Submodule.mem_comap]

Result:
case refine_1
R : Type u_1
M : Type u_5
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : Module R M
M' : Type u_10
inst✝¹ : AddCommMonoid M'
inst✝ : Module R M'
O : Submodule R M
ϕ : ↥O →ₗ[R] M'
N : Submodule R M
x : M'
⊢ (∃ y, O.subtype y ∈ N ∧ ϕ y = x) → ∃ y, ∃ (yO : y ∈ O), y ∈ N ∧ ϕ ⟨y, yO⟩ = x

case refine_2
R : Type u_1
M : Type u_5
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : Module R M
M' : Type u_10
inst✝¹ : AddCommMonoid M'
inst✝ : Module R M'
O : Submodule R M
ϕ : ↥O →ₗ[R] M'
N : Submodule R M
x : M'
⊢ (∃ y, ∃ (yO : y ∈ O), y ∈ N ∧ ϕ ⟨y, yO⟩ = x) → ∃ y, O.subtype y ∈ N ∧ ϕ y = x

Proof state:
case refine_1.intro.mk.intro
R : Type u_1
M : Type u_5
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : Module R M
M' : Type u_10
inst✝¹ : AddCommMonoid M'
inst✝ : Module R M'
O : Submodule R M
ϕ : ↥O →ₗ[R] M'
N : Submodule R M
x : M'
y : M
yO : y ∈ O
yN : y ∈ N
h : ϕ ⟨y, yO⟩ = x
⊢ ∃ y, ∃ (yO : y ∈ O), y ∈ N ∧ ϕ ⟨y, yO⟩ = x

Tactic:
exact ⟨y, yO, yN, h⟩

Result:
no goals