-- Mathlib/Algebra/Module/LinearMap/Polynomial.lean
lemma nilRank_le_natTrailingDegree_charpoly (x : L) :
    nilRank φ ≤ (φ x).charpoly.natTrailingDegree

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup L
inst✝⁷ : Module R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁴ : Free R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Finite R L
inst✝¹ : Free R L
inst✝ : Nontrivial R
x : L
h : (charpoly (φ x)).coeff (charpoly (φ x)).natTrailingDegree = 0
⊢ charpoly (φ x) ≠ 0

Tactic:
apply (LinearMap.charpoly_monic _).ne_zero

Result:
no goals

Proof state:
case h
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup L
inst✝⁷ : Module R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁴ : Free R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Finite R L
inst✝¹ : Free R L
inst✝ : Nontrivial R
x : L
h :
  (MvPolynomial.eval ⇑((chooseBasis R L).repr x))
      ((φ.polyCharpoly (chooseBasis R L)).coeff (charpoly (φ x)).natTrailingDegree) =
    (MvPolynomial.eval ⇑((chooseBasis R L).repr x)) 0
⊢ False

Tactic:
rw [polyCharpoly_coeff_eval, map_zero] at h

Result:
case h
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup L
inst✝⁷ : Module R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁴ : Free R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Finite R L
inst✝¹ : Free R L
inst✝ : Nontrivial R
x : L
h : (charpoly (φ x)).coeff (charpoly (φ x)).natTrailingDegree = 0
⊢ False

Proof state:
case h
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup L
inst✝⁷ : Module R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁴ : Free R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Finite R L
inst✝¹ : Free R L
inst✝ : Nontrivial R
x : L
⊢ (φ.polyCharpoly (chooseBasis R L)).coeff (charpoly (φ x)).natTrailingDegree ≠ 0

Tactic:
intro h

Result:
case h
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup L
inst✝⁷ : Module R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁴ : Free R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Finite R L
inst✝¹ : Free R L
inst✝ : Nontrivial R
x : L
h : (φ.polyCharpoly (chooseBasis R L)).coeff (charpoly (φ x)).natTrailingDegree = 0
⊢ False

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup L
inst✝⁷ : Module R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁴ : Free R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Finite R L
inst✝¹ : Free R L
inst✝ : Nontrivial R
x : L
⊢ φ.nilRank ≤ (charpoly (φ x)).natTrailingDegree

Tactic:
apply Polynomial.natTrailingDegree_le_of_ne_zero

Result:
case h
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup L
inst✝⁷ : Module R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁴ : Free R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Finite R L
inst✝¹ : Free R L
inst✝ : Nontrivial R
x : L
⊢ (φ.polyCharpoly (chooseBasis R L)).coeff (charpoly (φ x)).natTrailingDegree ≠ 0

Proof state:
case h
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup L
inst✝⁷ : Module R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁴ : Free R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Finite R L
inst✝¹ : Free R L
inst✝ : Nontrivial R
x : L
h : (charpoly (φ x)).coeff (charpoly (φ x)).natTrailingDegree = 0
⊢ False

Tactic:
apply Polynomial.trailingCoeff_nonzero_iff_nonzero.mpr _ h

Result:
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup L
inst✝⁷ : Module R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁴ : Free R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Finite R L
inst✝¹ : Free R L
inst✝ : Nontrivial R
x : L
h : (charpoly (φ x)).coeff (charpoly (φ x)).natTrailingDegree = 0
⊢ charpoly (φ x) ≠ 0

Proof state:
case h
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup L
inst✝⁷ : Module R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁴ : Free R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Finite R L
inst✝¹ : Free R L
inst✝ : Nontrivial R
x : L
h : (φ.polyCharpoly (chooseBasis R L)).coeff (charpoly (φ x)).natTrailingDegree = 0
⊢ False

Tactic:
apply_fun (MvPolynomial.eval ((chooseBasis R L).repr x)) at h

Result:
case h
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup L
inst✝⁷ : Module R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁴ : Free R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Finite R L
inst✝¹ : Free R L
inst✝ : Nontrivial R
x : L
h :
  (MvPolynomial.eval ⇑((chooseBasis R L).repr x))
      ((φ.polyCharpoly (chooseBasis R L)).coeff (charpoly (φ x)).natTrailingDegree) =
    (MvPolynomial.eval ⇑((chooseBasis R L).repr x)) 0
⊢ False