-- Mathlib/Algebra/Lie/Nilpotent.lean
theorem Equiv.lieModule_isNilpotent_iff (f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂) (g : M ≃ₗ[R] M₂)
    (hfg : ∀ x m, ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆) : IsNilpotent L M ↔ IsNilpotent L₂ M₂

Proof state:
case mpr
R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂
g : M ≃ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
h : LieModule.IsNilpotent L₂ M₂
⊢ LieModule.IsNilpotent L M

Tactic:
have hg : Surjective (g.symm : M₂ →ₗ[R] M) := g.symm.surjective

Result:
case mpr
R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂
g : M ≃ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
h : LieModule.IsNilpotent L₂ M₂
hg : Surjective ⇑↑g.symm
⊢ LieModule.IsNilpotent L M

Proof state:
case mp
R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂
g : M ≃ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
h : LieModule.IsNilpotent L M
hg : Surjective ⇑↑g
⊢ LieModule.IsNilpotent L₂ M₂

Tactic:
exact f.surjective.lieModuleIsNilpotent hfg hg

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂
g : M ≃ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
⊢ LieModule.IsNilpotent L M ↔ LieModule.IsNilpotent L₂ M₂

Tactic:
constructor <;> intro h

Result:
case mp
R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂
g : M ≃ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
h : LieModule.IsNilpotent L M
⊢ LieModule.IsNilpotent L₂ M₂

case mpr
R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂
g : M ≃ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
h : LieModule.IsNilpotent L₂ M₂
⊢ LieModule.IsNilpotent L M

Proof state:
case mp
R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂
g : M ≃ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
h : LieModule.IsNilpotent L M
⊢ LieModule.IsNilpotent L₂ M₂

Tactic:
have hg : Surjective (g : M →ₗ[R] M₂) := g.surjective

Result:
case mp
R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂
g : M ≃ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
h : LieModule.IsNilpotent L M
hg : Surjective ⇑↑g
⊢ LieModule.IsNilpotent L₂ M₂

Proof state:
case mpr
R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂
g : M ≃ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
h : LieModule.IsNilpotent L₂ M₂
hg : Surjective ⇑↑g.symm
⊢ LieModule.IsNilpotent L M

Tactic:
refine f.symm.surjective.lieModuleIsNilpotent (fun x m => ?_) hg

Result:
case mpr
R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂
g : M ≃ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
h : LieModule.IsNilpotent L₂ M₂
hg : Surjective ⇑↑g.symm
x : L₂
m : M₂
⊢ ⁅f.symm.toLieHom x, ↑g.symm m⁆ = ↑g.symm ⁅x, m⁆

Proof state:
case mpr
R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
f : L ≃ₗ⁅R⁆ L₂
g : M ≃ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
h : LieModule.IsNilpotent L₂ M₂
hg : Surjective ⇑↑g.symm
x : L₂
m : M₂
⊢ ⁅f.symm.toLieHom x, ↑g.symm m⁆ = ↑g.symm ⁅x, m⁆

Tactic:
rw [LinearEquiv.coe_coe, LieEquiv.coe_toLieHom, ← g.symm_apply_apply ⁅f.symm x, g.symm m⁆, ←
  hfg, f.apply_symm_apply, g.apply_symm_apply]

Result:
no goals