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theorem natDegree_ne_zero_induction_on {M : R[X] → Prop} {f : R[X]} (f0 : f.natDegree ≠ 0)
    (h_C_add : ∀ {a p}, M p → M (C a + p)) (h_add : ∀ {p q}, M p → M q → M (p + q))
    (h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M (monomial n a)) : M f

Proof state:
case refine_3
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
⊢ ∀ (n : ℕ) (a : R),
    (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n) → (C a * X ^ (n + 1)).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ (n + 1))

Tactic:
intro n a _

Result:
case refine_3
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
n : ℕ
a : R
a✝ : (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n)
⊢ (C a * X ^ (n + 1)).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ (n + 1))

Proof state:
case neg
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
n : ℕ
a : R
a✝ : (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n)
a0 : ¬a = 0
⊢ M (C a * X ^ (n + 1))

Tactic:
rw [C_mul_X_pow_eq_monomial]

Result:
case neg
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
n : ℕ
a : R
a✝ : (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n)
a0 : ¬a = 0
⊢ M ((monomial (n + 1)) a)

Proof state:
case neg
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
n : ℕ
a : R
a✝ : (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n)
a0 : ¬a = 0
⊢ M ((monomial (n + 1)) a)

Tactic:
exact h_monomial a0 n.succ_ne_zero

Result:
no goals

Proof state:
case refine_2.inl.inr
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : p.natDegree = 0
hq : M q
⊢ M (C (p.coeff 0) + q)

Tactic:
exact h_C_add hq

Result:
no goals

Proof state:
case refine_3
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
n : ℕ
a : R
a✝ : (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n)
⊢ (C a * X ^ (n + 1)).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ (n + 1))

Tactic:
by_cases a0 : a = 0

Result:
case pos
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
n : ℕ
a : R
a✝ : (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n)
a0 : a = 0
⊢ (C a * X ^ (n + 1)).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ (n + 1))

case neg
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
n : ℕ
a : R
a✝ : (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n)
a0 : ¬a = 0
⊢ (C a * X ^ (n + 1)).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ (n + 1))

Proof state:
case pos
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
n : ℕ
a : R
a✝ : (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n)
a0 : a = 0
⊢ (C a * X ^ (n + 1)).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ (n + 1))

Tactic:
exact Or.inl (by rw [a0, C_0, zero_mul, natDegree_zero])

Result:
no goals

Proof state:
case refine_2.inr.inl
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : M p
hq : q.natDegree = 0
⊢ M (p + q)

Tactic:
rw [eq_C_of_natDegree_eq_zero hq, add_comm]

Result:
case refine_2.inr.inl
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : M p
hq : q.natDegree = 0
⊢ M (C (q.coeff 0) + p)

Proof state:
case refine_2.inl.inr
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : p.natDegree = 0
hq : M q
⊢ M (p + q)

Tactic:
rw [eq_C_of_natDegree_eq_zero hp]

Result:
case refine_2.inl.inr
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : p.natDegree = 0
hq : M q
⊢ M (C (p.coeff 0) + q)

Proof state:
case refine_2.inl.inl
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : p.natDegree = 0
hq : q.natDegree = 0
⊢ (p + q).natDegree = 0

Tactic:
rw [eq_C_of_natDegree_eq_zero hp, eq_C_of_natDegree_eq_zero hq, ← C_add, natDegree_C]

Result:
no goals

Proof state:
case neg
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
n : ℕ
a : R
a✝ : (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n)
a0 : ¬a = 0
⊢ (C a * X ^ (n + 1)).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ (n + 1))

Tactic:
refine Or.inr ?_

Result:
case neg
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
n : ℕ
a : R
a✝ : (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n)
a0 : ¬a = 0
⊢ M (C a * X ^ (n + 1))

Proof state:
case refine_2.inl.inl
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : p.natDegree = 0
hq : q.natDegree = 0
⊢ (p + q).natDegree = 0 ∨ M (p + q)

Tactic:
refine Or.inl ?_

Result:
case refine_2.inl.inl
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : p.natDegree = 0
hq : q.natDegree = 0
⊢ (p + q).natDegree = 0