-- Mathlib/RingTheory/HopkinsLevitzki.lean
theorem finite_of_isNoetherian_or_isArtinian :
    IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M

Proof state:
case refine_1
R₀ : Type u_1
R : Type u_2
M✝ : Type u
inst✝⁹ : Ring R₀
inst✝⁸ : Ring R
inst✝⁷ : Module R₀ R
inst✝⁶ : AddCommGroup M✝
inst✝⁵ : Module R₀ M✝
inst✝⁴ : Module R M✝
inst✝³ : IsScalarTower R₀ R M✝
inst✝² : IsSemiprimaryRing R
inst✝¹ : IsScalarTower R₀ R R
inst✝ : Module.Finite R₀ (R ⧸ Ring.jacobson R)
M : Type u
x✝⁵ : AddCommGroup M
x✝⁴ : Module R₀ M
x✝³ : Module R M
x✝² : IsScalarTower R₀ R M
x✝¹ : IsSemisimpleModule R M
hJ : Module.IsTorsionBySet R M ↑(Ring.jacobson R)
h : IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M
x✝ : Module (R ⧸ Ring.jacobson R) M := hJ.module
this :
  [Module.Finite R M, IsNoetherian R M, IsArtinian R M, IsFiniteLength R M,
      ∃ s, s.Finite ∧ sSupIndep s ∧ sSup s = ⊤ ∧ ∀ m ∈ s, IsSimpleModule R ↥m].TFAE
⊢ Module.Finite R₀ M

Tactic:
simp_rw [this.out 1 0, this.out 2 0, or_self,
  hJ.semilinearMap.finite_iff_of_bijective Function.bijective_id] at h

Result:
case refine_1
R₀ : Type u_1
R : Type u_2
M✝ : Type u
inst✝⁹ : Ring R₀
inst✝⁸ : Ring R
inst✝⁷ : Module R₀ R
inst✝⁶ : AddCommGroup M✝
inst✝⁵ : Module R₀ M✝
inst✝⁴ : Module R M✝
inst✝³ : IsScalarTower R₀ R M✝
inst✝² : IsSemiprimaryRing R
inst✝¹ : IsScalarTower R₀ R R
inst✝ : Module.Finite R₀ (R ⧸ Ring.jacobson R)
M : Type u
x✝⁵ : AddCommGroup M
x✝⁴ : Module R₀ M
x✝³ : Module R M
x✝² : IsScalarTower R₀ R M
x✝¹ : IsSemisimpleModule R M
hJ : Module.IsTorsionBySet R M ↑(Ring.jacobson R)
x✝ : Module (R ⧸ Ring.jacobson R) M := hJ.module
this :
  [Module.Finite R M, IsNoetherian R M, IsArtinian R M, IsFiniteLength R M,
      ∃ s, s.Finite ∧ sSupIndep s ∧ sSup s = ⊤ ∧ ∀ m ∈ s, IsSimpleModule R ↥m].TFAE
h : Module.Finite (R ⧸ Ring.jacobson R) M
⊢ Module.Finite R₀ M

Proof state:
case refine_2
R₀ : Type u_1
R : Type u_2
M✝ : Type u
inst✝⁹ : Ring R₀
inst✝⁸ : Ring R
inst✝⁷ : Module R₀ R
inst✝⁶ : AddCommGroup M✝
inst✝⁵ : Module R₀ M✝
inst✝⁴ : Module R M✝
inst✝³ : IsScalarTower R₀ R M✝
inst✝² : IsSemiprimaryRing R
inst✝¹ : IsScalarTower R₀ R R
inst✝ : Module.Finite R₀ (R ⧸ Ring.jacobson R)
M : Type u
x✝³ : AddCommGroup M
x✝² : Module R₀ M
x✝¹ : Module R M
x✝ : IsScalarTower R₀ R M
hs :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    ↥(Ring.jacobson R • ⊤)
hq :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    (M ⧸ Ring.jacobson R • ⊤)
h : IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M
N : Submodule R₀ M := Submodule.restrictScalars R₀ (Ring.jacobson R • ⊤)
⊢ IsArtinian R M → IsArtinian R ↥(Ring.jacobson R • ⊤)

Tactic:
intro

Result:
case refine_2
R₀ : Type u_1
R : Type u_2
M✝ : Type u
inst✝⁹ : Ring R₀
inst✝⁸ : Ring R
inst✝⁷ : Module R₀ R
inst✝⁶ : AddCommGroup M✝
inst✝⁵ : Module R₀ M✝
inst✝⁴ : Module R M✝
inst✝³ : IsScalarTower R₀ R M✝
inst✝² : IsSemiprimaryRing R
inst✝¹ : IsScalarTower R₀ R R
inst✝ : Module.Finite R₀ (R ⧸ Ring.jacobson R)
M : Type u
x✝³ : AddCommGroup M
x✝² : Module R₀ M
x✝¹ : Module R M
x✝ : IsScalarTower R₀ R M
hs :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    ↥(Ring.jacobson R • ⊤)
hq :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    (M ⧸ Ring.jacobson R • ⊤)
h : IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M
N : Submodule R₀ M := Submodule.restrictScalars R₀ (Ring.jacobson R • ⊤)
a✝ : IsArtinian R M
⊢ IsArtinian R ↥(Ring.jacobson R • ⊤)

Proof state:
case refine_2
R₀ : Type u_1
R : Type u_2
M✝ : Type u
inst✝⁹ : Ring R₀
inst✝⁸ : Ring R
inst✝⁷ : Module R₀ R
inst✝⁶ : AddCommGroup M✝
inst✝⁵ : Module R₀ M✝
inst✝⁴ : Module R M✝
inst✝³ : IsScalarTower R₀ R M✝
inst✝² : IsSemiprimaryRing R
inst✝¹ : IsScalarTower R₀ R R
inst✝ : Module.Finite R₀ (R ⧸ Ring.jacobson R)
M : Type u
x✝³ : AddCommGroup M
x✝² : Module R₀ M
x✝¹ : Module R M
x✝ : IsScalarTower R₀ R M
hs :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    ↥(Ring.jacobson R • ⊤)
hq :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    (M ⧸ Ring.jacobson R • ⊤)
h : IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M
N : Submodule R₀ M := Submodule.restrictScalars R₀ (Ring.jacobson R • ⊤)
this : Module.Finite R₀ ↥N
⊢ IsArtinian R M → IsArtinian R (M ⧸ Ring.jacobson R • ⊤)

Tactic:
intro

Result:
case refine_2
R₀ : Type u_1
R : Type u_2
M✝ : Type u
inst✝⁹ : Ring R₀
inst✝⁸ : Ring R
inst✝⁷ : Module R₀ R
inst✝⁶ : AddCommGroup M✝
inst✝⁵ : Module R₀ M✝
inst✝⁴ : Module R M✝
inst✝³ : IsScalarTower R₀ R M✝
inst✝² : IsSemiprimaryRing R
inst✝¹ : IsScalarTower R₀ R R
inst✝ : Module.Finite R₀ (R ⧸ Ring.jacobson R)
M : Type u
x✝³ : AddCommGroup M
x✝² : Module R₀ M
x✝¹ : Module R M
x✝ : IsScalarTower R₀ R M
hs :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    ↥(Ring.jacobson R • ⊤)
hq :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    (M ⧸ Ring.jacobson R • ⊤)
h : IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M
N : Submodule R₀ M := Submodule.restrictScalars R₀ (Ring.jacobson R • ⊤)
this : Module.Finite R₀ ↥N
a✝ : IsArtinian R M
⊢ IsArtinian R (M ⧸ Ring.jacobson R • ⊤)

Proof state:
case refine_2
R₀ : Type u_1
R : Type u_2
M✝ : Type u
inst✝⁹ : Ring R₀
inst✝⁸ : Ring R
inst✝⁷ : Module R₀ R
inst✝⁶ : AddCommGroup M✝
inst✝⁵ : Module R₀ M✝
inst✝⁴ : Module R M✝
inst✝³ : IsScalarTower R₀ R M✝
inst✝² : IsSemiprimaryRing R
inst✝¹ : IsScalarTower R₀ R R
inst✝ : Module.Finite R₀ (R ⧸ Ring.jacobson R)
M : Type u
x✝³ : AddCommGroup M
x✝² : Module R₀ M
x✝¹ : Module R M
x✝ : IsScalarTower R₀ R M
hs :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    ↥(Ring.jacobson R • ⊤)
hq :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    (M ⧸ Ring.jacobson R • ⊤)
h : IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M
N : Submodule R₀ M := Submodule.restrictScalars R₀ (Ring.jacobson R • ⊤)
a✝ : IsArtinian R M
⊢ IsArtinian R ↥(Ring.jacobson R • ⊤)

Tactic:
infer_instance

Result:
no goals

Proof state:
R₀ : Type u_1
R : Type u_2
M✝ : Type u
inst✝⁹ : Ring R₀
inst✝⁸ : Ring R
inst✝⁷ : Module R₀ R
inst✝⁶ : AddCommGroup M✝
inst✝⁵ : Module R₀ M✝
inst✝⁴ : Module R M✝
inst✝³ : IsScalarTower R₀ R M✝
inst✝² : IsSemiprimaryRing R
inst✝¹ : IsScalarTower R₀ R R
inst✝ : Module.Finite R₀ (R ⧸ Ring.jacobson R)
M : Type u
x✝³ : AddCommGroup M
x✝² : Module R₀ M
x✝¹ : Module R M
x✝ : IsScalarTower R₀ R M
hs :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    ↥(Ring.jacobson R • ⊤)
hq :
  (fun M [AddCommGroup M] [Module R₀ M] [Module R M] => IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M → Module.Finite R₀ M)
    (M ⧸ Ring.jacobson R • ⊤)
h : IsNoetherian R M ∨ IsArtinian R M
N : Submodule R₀ M := Submodule.restrictScalars R₀ (Ring.jacobson R • ⊤)
⊢ Module.Finite R₀ ↥N

Tactic:
refine hs (h.imp ?_ ?_) <;> (intro; infer_instance)

Result:
no goals