-- Mathlib/RingTheory/FinitePresentation.lean
theorem ker_fg_of_mvPolynomial {n : ℕ} (f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A)
    (hf : Function.Surjective f) [FinitePresentation R A] : f.toRingHom.ker.FG

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
s' : Set RXn := Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s
leI : Ideal.span s' ≤ RingHom.ker f.toRingHom
x : RXm
y : RXn
hy : y ∈ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
this : aeval_h.toRingHom x + y ∈ aeval_h.range.toAddSubmonoid ⊔ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
hx : f' x = 0
⊢ aeval_h.toRingHom x ∈ Ideal.span s'

Tactic:
suffices Ideal.span (s : Set RXm) ≤ (Ideal.span s').comap aeval_h by
  apply this
  rwa [hs]

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
s' : Set RXn := Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s
leI : Ideal.span s' ≤ RingHom.ker f.toRingHom
x : RXm
y : RXn
hy : y ∈ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
this : aeval_h.toRingHom x + y ∈ aeval_h.range.toAddSubmonoid ⊔ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
hx : f' x = 0
⊢ Ideal.span ↑s ≤ Ideal.comap aeval_h (Ideal.span s')

Proof state:
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
s' : Set RXn := Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s
leI : Ideal.span s' ≤ RingHom.ker f.toRingHom
x : RXn
hx : x ∈ RingHom.ker f.toRingHom
⊢ x ∈ adjoin R (Set.range MvPolynomial.X)

Tactic:
rw [adjoin_range_X]

Result:
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
s' : Set RXn := Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s
leI : Ideal.span s' ≤ RingHom.ker f.toRingHom
x : RXn
hx : x ∈ RingHom.ker f.toRingHom
⊢ x ∈ ⊤

Proof state:
case inl.intro
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
s' : Set RXn := Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s
i : Fin n
⊢ g' i ∈ ↑(RingHom.ker f.toRingHom)

Tactic:
change f (g' i) = 0

Result:
case inl.intro
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
s' : Set RXn := Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s
i : Fin n
⊢ f (g' i) = 0

Proof state:
case refine_1.intro.hy.a.a
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
s' : Set RXn := Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s
leI : Ideal.span s' ≤ RingHom.ker f.toRingHom
x : RXn
hx : x ∈ RingHom.ker f.toRingHom
this : x ∈ adjoin R (Set.range MvPolynomial.X)
i : Fin n
⊢ MvPolynomial.X i - (MvPolynomial.aeval h) (g i) ∈ Set.range g'

Tactic:
exact Set.mem_range_self _

Result:
no goals