-- Mathlib/AlgebraicGeometry/EllipticCurve/IsomOfJ.lean
private lemma exists_variableChange_of_char_two_of_j_eq_zero
    [E.IsCharTwoJEqZeroNF] [E'.IsCharTwoJEqZeroNF] :
    ∃ C : VariableChange F, E.variableChange C = E'

Proof state:
case h.a₁
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
s : F
hs : 1 * s ^ 4 + E.a₃ * s + (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) = 0
t : F
ht : 1 * t ^ 2 + E.a₃ * t + (s ^ 6 + E.a₄ * s ^ 2 + E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ ↑(Units.mk0 u hu0)⁻¹ * (0 + 0 * s) = 0

Tactic:
ring1

Result:
no goals

Proof state:
case h.a₂
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
s : F
hs : 1 * s ^ 4 + E.a₃ * s + (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) = 0
t : F
ht : 1 * t ^ 2 + E.a₃ * t + (s ^ 6 + E.a₄ * s ^ 2 + E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ (E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := s ^ 2, s := s, t := t }).a₂ = E'.a₂

Tactic:
simp_rw [variableChange_a₂, a₁_of_isCharTwoJEqZeroNF, a₂_of_isCharTwoJEqZeroNF,
  show (3 : F) = 1 by linear_combination CharP.cast_eq_zero F 2]

Result:
case h.a₂
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
s : F
hs : 1 * s ^ 4 + E.a₃ * s + (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) = 0
t : F
ht : 1 * t ^ 2 + E.a₃ * t + (s ^ 6 + E.a₄ * s ^ 2 + E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ ↑(Units.mk0 u hu0)⁻¹ ^ 2 * (0 - s * 0 + 1 * s ^ 2 - s ^ 2) = 0

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
s : F
hs : 1 * s ^ 4 + E.a₃ * s + (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) = 0
⊢ 2 ∣ 2

Tactic:
norm_num

Result:
no goals

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
haveI : NeZero (3 : F) := NeZero.mk <| by
  rw [show (3 : F) = 1 by linear_combination CharP.cast_eq_zero F 2]
  exact one_ne_zero

Result:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : ↑E.Δ' ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
rw [E.coe_Δ', Δ_of_isCharTwoJEqZeroNF_of_char_two, pow_ne_zero_iff (Nat.succ_ne_zero _)] at ha₃

Result:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Proof state:
case intro.intro.intro
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
s : F
hs : 1 * s ^ 4 + E.a₃ * s + (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) = 0
t : F
ht : 1 * t ^ 2 + E.a₃ * t + (s ^ 6 + E.a₄ * s ^ 2 + E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
use ⟨Units.mk0 u hu0, s ^ 2, s, t⟩

Result:
case h
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
s : F
hs : 1 * s ^ 4 + E.a₃ * s + (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) = 0
t : F
ht : 1 * t ^ 2 + E.a₃ * t + (s ^ 6 + E.a₄ * s ^ 2 + E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := s ^ 2, s := s, t := t } = E'

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
s : F
hs : 1 * s ^ 4 + E.a₃ * s + (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) = 0
t : F
ht : 1 * t ^ 2 + E.a₃ * t + (s ^ 6 + E.a₄ * s ^ 2 + E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ 3 = 1

Tactic:
linear_combination CharP.cast_eq_zero F 2

Result:
no goals

Proof state:
case intro
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
obtain ⟨s, hs⟩ := IsSepClosed.exists_root_C_mul_X_pow_add_C_mul_X_add_C' 2 4
  1 _ (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) (by norm_num) (by norm_num) ha₃

Result:
case intro.intro
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
s : F
hs : 1 * s ^ 4 + E.a₃ * s + (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) = 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Proof state:
case h.a₆
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
s : F
hs : 1 * s ^ 4 + E.a₃ * s + (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) = 0
t : F
ht : 1 * t ^ 2 + E.a₃ * t + (s ^ 6 + E.a₄ * s ^ 2 + E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ E.a₆ + s ^ 2 * E.a₄ + (s ^ 2) ^ 3 - t * E.a₃ - t ^ 2 = E'.a₆ * u ^ 6

Tactic:
linear_combination ht - (t ^ 2 + E.a₃ * t) * CharP.cast_eq_zero F 2

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
s : F
hs : 1 * s ^ 4 + E.a₃ * s + (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) = 0
t : F
ht : 1 * t ^ 2 + E.a₃ * t + (s ^ 6 + E.a₄ * s ^ 2 + E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
have hu0 : u ≠ 0 := by
  rw [← pow_ne_zero_iff three_ne_zero, hu, div_ne_zero_iff]
  exact ⟨ha₃, ha₃'⟩

Result:
case intro.intro.intro
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 2
inst✝¹ : E.IsCharTwoJEqZeroNF
inst✝ : E'.IsCharTwoJEqZeroNF
ha₃ : E.a₃ ≠ 0
ha₃' : E'.a₃ ≠ 0
this : NeZero 3
u : F
hu : u ^ 3 = E.a₃ / E'.a₃
s : F
hs : 1 * s ^ 4 + E.a₃ * s + (E.a₄ - u ^ 4 * E'.a₄) = 0
t : F
ht : 1 * t ^ 2 + E.a₃ * t + (s ^ 6 + E.a₄ * s ^ 2 + E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'