-- Mathlib/LinearAlgebra/Span/Basic.lean
lemma biSup_comap_eq_top_of_surjective {ι : Type*} (s : Set ι) (hs : s.Nonempty)
    (p : ι → Submodule R₂ M₂) (hp : ⨆ i ∈ s, p i = ⊤)
    (f : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂) (hf : Surjective f) :
    ⨆ i ∈ s, (p i).comap f = ⊤

Proof state:
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁶ : Semiring R
inst✝⁵ : Semiring R₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup M₂
inst✝¹ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝ : RingHomSurjective τ₁₂
ι : Type u_9
s : Set ι
p : ι → Submodule R₂ M₂
hp : ⨆ i ∈ s, p i = ⊤
f : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂
hf : Surjective ⇑f
k : ι
hk : k ∈ s
this : (⨆ i ∈ s, comap f (p i)) ⊔ LinearMap.ker f = ⊤
⊢ LinearMap.ker f ≤ ⨆ i ∈ s, comap f (p i)

Tactic:
exact le_trans f.ker_le_comap (le_biSup (fun i ↦ (p i).comap f) hk)

Result:
no goals

Proof state:
case intro
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁶ : Semiring R
inst✝⁵ : Semiring R₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup M₂
inst✝¹ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝ : RingHomSurjective τ₁₂
ι : Type u_9
s : Set ι
p : ι → Submodule R₂ M₂
hp : ⨆ x, p ↑x = ⊤
f : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂
hf : Surjective ⇑f
k : ι
hk : k ∈ s
⊢ (⨆ x, comap f (p ↑x)) ⊔ LinearMap.ker f = ⊤

Tactic:
rw [← comap_map_eq, map_iSup_comap_of_sujective hf, hp, comap_top]

Result:
no goals

Proof state:
case intro
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁶ : Semiring R
inst✝⁵ : Semiring R₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup M₂
inst✝¹ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝ : RingHomSurjective τ₁₂
ι : Type u_9
s : Set ι
p : ι → Submodule R₂ M₂
hp : ⨆ i ∈ s, p i = ⊤
f : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂
hf : Surjective ⇑f
k : ι
hk : k ∈ s
⊢ ⨆ i ∈ s, comap f (p i) = ⊤

Tactic:
suffices (⨆ i ∈ s, (p i).comap f) ⊔ LinearMap.ker f = ⊤ by
  rw [← this, left_eq_sup]; exact le_trans f.ker_le_comap (le_biSup (fun i ↦ (p i).comap f) hk)

Result:
case intro
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁶ : Semiring R
inst✝⁵ : Semiring R₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup M₂
inst✝¹ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝ : RingHomSurjective τ₁₂
ι : Type u_9
s : Set ι
p : ι → Submodule R₂ M₂
hp : ⨆ i ∈ s, p i = ⊤
f : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂
hf : Surjective ⇑f
k : ι
hk : k ∈ s
⊢ (⨆ i ∈ s, comap f (p i)) ⊔ LinearMap.ker f = ⊤

Proof state:
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁶ : Semiring R
inst✝⁵ : Semiring R₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup M₂
inst✝¹ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝ : RingHomSurjective τ₁₂
ι : Type u_9
s : Set ι
p : ι → Submodule R₂ M₂
hp : ⨆ i ∈ s, p i = ⊤
f : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂
hf : Surjective ⇑f
k : ι
hk : k ∈ s
this : (⨆ i ∈ s, comap f (p i)) ⊔ LinearMap.ker f = ⊤
⊢ ⨆ i ∈ s, comap f (p i) = ⊤

Tactic:
rw [← this, left_eq_sup]

Result:
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁶ : Semiring R
inst✝⁵ : Semiring R₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup M₂
inst✝¹ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝ : RingHomSurjective τ₁₂
ι : Type u_9
s : Set ι
p : ι → Submodule R₂ M₂
hp : ⨆ i ∈ s, p i = ⊤
f : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂
hf : Surjective ⇑f
k : ι
hk : k ∈ s
this : (⨆ i ∈ s, comap f (p i)) ⊔ LinearMap.ker f = ⊤
⊢ LinearMap.ker f ≤ ⨆ i ∈ s, comap f (p i)

Proof state:
case intro
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁶ : Semiring R
inst✝⁵ : Semiring R₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup M₂
inst✝¹ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝ : RingHomSurjective τ₁₂
ι : Type u_9
s : Set ι
p : ι → Submodule R₂ M₂
hp : ⨆ i ∈ s, p i = ⊤
f : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂
hf : Surjective ⇑f
k : ι
hk : k ∈ s
⊢ (⨆ i ∈ s, comap f (p i)) ⊔ LinearMap.ker f = ⊤

Tactic:
rw [iSup_subtype'] at hp ⊢

Result:
case intro
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁶ : Semiring R
inst✝⁵ : Semiring R₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup M₂
inst✝¹ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝ : RingHomSurjective τ₁₂
ι : Type u_9
s : Set ι
p : ι → Submodule R₂ M₂
hp : ⨆ x, p ↑x = ⊤
f : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂
hf : Surjective ⇑f
k : ι
hk : k ∈ s
⊢ (⨆ x, comap f (p ↑x)) ⊔ LinearMap.ker f = ⊤

Proof state:
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁶ : Semiring R
inst✝⁵ : Semiring R₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup M₂
inst✝¹ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝ : RingHomSurjective τ₁₂
ι : Type u_9
s : Set ι
hs : s.Nonempty
p : ι → Submodule R₂ M₂
hp : ⨆ i ∈ s, p i = ⊤
f : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂
hf : Surjective ⇑f
⊢ ⨆ i ∈ s, comap f (p i) = ⊤

Tactic:
obtain ⟨k, hk⟩ := hs

Result:
case intro
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁶ : Semiring R
inst✝⁵ : Semiring R₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup M₂
inst✝¹ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝ : RingHomSurjective τ₁₂
ι : Type u_9
s : Set ι
p : ι → Submodule R₂ M₂
hp : ⨆ i ∈ s, p i = ⊤
f : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂
hf : Surjective ⇑f
k : ι
hk : k ∈ s
⊢ ⨆ i ∈ s, comap f (p i) = ⊤