-- Mathlib/RingTheory/PowerBasis.lean
theorem constr_pow_aeval (pb : PowerBasis A S) {y : S'} (hy : aeval y (minpoly A pb.gen) = 0)
    (f : A[X]) : pb.basis.constr A (fun i => y ^ (i : ℕ)) (aeval pb.gen f) = aeval y f

Proof state:
case neg
S : Type u_2
inst✝⁴ : Ring S
A : Type u_4
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : Algebra A S
S' : Type u_7
inst✝¹ : Ring S'
inst✝ : Algebra A S'
pb : PowerBasis A S
y : S'
hy : (aeval y) (minpoly A pb.gen) = 0
f : A[X]
h✝ : Nontrivial A
hf : ¬f %ₘ minpoly A pb.gen = 0
this : (f %ₘ minpoly A pb.gen).natDegree < pb.dim
i : ℕ
hi : i < pb.dim
⊢ ((pb.basis.constr A) fun i => y ^ ↑i) ((f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff i • pb.gen ^ i) =
    (f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff i • y ^ i

Tactic:
rw [LinearMap.map_smul]

Result:
case neg
S : Type u_2
inst✝⁴ : Ring S
A : Type u_4
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : Algebra A S
S' : Type u_7
inst✝¹ : Ring S'
inst✝ : Algebra A S'
pb : PowerBasis A S
y : S'
hy : (aeval y) (minpoly A pb.gen) = 0
f : A[X]
h✝ : Nontrivial A
hf : ¬f %ₘ minpoly A pb.gen = 0
this : (f %ₘ minpoly A pb.gen).natDegree < pb.dim
i : ℕ
hi : i < pb.dim
⊢ (f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff i • ((pb.basis.constr A) fun i => y ^ ↑i) (pb.gen ^ i) =
    (f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff i • y ^ i

Proof state:
case neg.e_a
S : Type u_2
inst✝⁴ : Ring S
A : Type u_4
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : Algebra A S
S' : Type u_7
inst✝¹ : Ring S'
inst✝ : Algebra A S'
pb : PowerBasis A S
y : S'
hy : (aeval y) (minpoly A pb.gen) = 0
f : A[X]
h✝ : Nontrivial A
hf : ¬f %ₘ minpoly A pb.gen = 0
this : (f %ₘ minpoly A pb.gen).natDegree < pb.dim
i : ℕ
hi : i < pb.dim
⊢ ((pb.basis.constr A) fun i => y ^ ↑i) (pb.gen ^ i) = y ^ i

Tactic:
rw [← Fin.val_mk hi, ← pb.basis_eq_pow ⟨i, hi⟩, Basis.constr_basis]

Result:
no goals

Proof state:
case neg
S : Type u_2
inst✝⁴ : Ring S
A : Type u_4
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : Algebra A S
S' : Type u_7
inst✝¹ : Ring S'
inst✝ : Algebra A S'
pb : PowerBasis A S
y : S'
hy : (aeval y) (minpoly A pb.gen) = 0
f : A[X]
h✝ : Nontrivial A
hf : ¬f %ₘ minpoly A pb.gen = 0
this : (f %ₘ minpoly A pb.gen).natDegree < pb.dim
i : ℕ
hi : i ∈ Finset.range pb.dim
⊢ ((pb.basis.constr A) fun i => y ^ ↑i) ((f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff i • pb.gen ^ i) =
    (f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff i • y ^ i

Tactic:
rw [Finset.mem_range] at hi

Result:
case neg
S : Type u_2
inst✝⁴ : Ring S
A : Type u_4
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : Algebra A S
S' : Type u_7
inst✝¹ : Ring S'
inst✝ : Algebra A S'
pb : PowerBasis A S
y : S'
hy : (aeval y) (minpoly A pb.gen) = 0
f : A[X]
h✝ : Nontrivial A
hf : ¬f %ₘ minpoly A pb.gen = 0
this : (f %ₘ minpoly A pb.gen).natDegree < pb.dim
i : ℕ
hi : i < pb.dim
⊢ ((pb.basis.constr A) fun i => y ^ ↑i) ((f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff i • pb.gen ^ i) =
    (f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff i • y ^ i

Proof state:
case inr
S : Type u_2
inst✝⁴ : Ring S
A : Type u_4
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : Algebra A S
S' : Type u_7
inst✝¹ : Ring S'
inst✝ : Algebra A S'
pb : PowerBasis A S
y : S'
hy : (aeval y) (minpoly A pb.gen) = 0
f : A[X]
h✝ : Nontrivial A
⊢ ((pb.basis.constr A) fun i => y ^ ↑i) ((aeval pb.gen) f) = (aeval y) f

Tactic:
rw [← aeval_modByMonic_eq_self_of_root (minpoly.monic pb.isIntegral_gen) (minpoly.aeval _ _), ←
  @aeval_modByMonic_eq_self_of_root _ _ _ _ _ f _ (minpoly.monic pb.isIntegral_gen) y hy]

Result:
case inr
S : Type u_2
inst✝⁴ : Ring S
A : Type u_4
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : Algebra A S
S' : Type u_7
inst✝¹ : Ring S'
inst✝ : Algebra A S'
pb : PowerBasis A S
y : S'
hy : (aeval y) (minpoly A pb.gen) = 0
f : A[X]
h✝ : Nontrivial A
⊢ ((pb.basis.constr A) fun i => y ^ ↑i) ((aeval pb.gen) (f %ₘ minpoly A pb.gen)) = (aeval y) (f %ₘ minpoly A pb.gen)

Proof state:
case neg
S : Type u_2
inst✝⁴ : Ring S
A : Type u_4
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : Algebra A S
S' : Type u_7
inst✝¹ : Ring S'
inst✝ : Algebra A S'
pb : PowerBasis A S
y : S'
hy : (aeval y) (minpoly A pb.gen) = 0
f : A[X]
h✝ : Nontrivial A
hf : ¬f %ₘ minpoly A pb.gen = 0
this : (f %ₘ minpoly A pb.gen).natDegree < pb.dim
⊢ ∑ x ∈ Finset.range pb.dim, ((pb.basis.constr A) fun i => y ^ ↑i) ((f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff x • pb.gen ^ x) =
    ∑ i ∈ Finset.range pb.dim, (f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff i • y ^ i

Tactic:
refine Finset.sum_congr rfl fun i (hi : i ∈ Finset.range pb.dim) => ?_

Result:
case neg
S : Type u_2
inst✝⁴ : Ring S
A : Type u_4
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : Algebra A S
S' : Type u_7
inst✝¹ : Ring S'
inst✝ : Algebra A S'
pb : PowerBasis A S
y : S'
hy : (aeval y) (minpoly A pb.gen) = 0
f : A[X]
h✝ : Nontrivial A
hf : ¬f %ₘ minpoly A pb.gen = 0
this : (f %ₘ minpoly A pb.gen).natDegree < pb.dim
i : ℕ
hi : i ∈ Finset.range pb.dim
⊢ ((pb.basis.constr A) fun i => y ^ ↑i) ((f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff i • pb.gen ^ i) =
    (f %ₘ minpoly A pb.gen).coeff i • y ^ i

Proof state:
case inl
S : Type u_2
inst✝⁴ : Ring S
A : Type u_4
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : Algebra A S
S' : Type u_7
inst✝¹ : Ring S'
inst✝ : Algebra A S'
pb : PowerBasis A S
y : S'
hy : (aeval y) (minpoly A pb.gen) = 0
f : A[X]
h✝ : Subsingleton A
⊢ ((pb.basis.constr A) fun i => y ^ ↑i) ((aeval pb.gen) f) = (aeval y) f

Tactic:
rw [(Subsingleton.elim _ _ : f = 0), aeval_zero, map_zero, aeval_zero]

Result:
no goals