-- Mathlib/Algebra/Lie/Semisimple/Basic.lean
lemma isSimple_of_isAtom (I : LieIdeal R L) (hI : IsAtom I) : IsSimple R I where
  non_abelian := IsSemisimple.non_abelian_of_isAtom I hI
  eq_bot_or_eq_top

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : ¬J = ⊤
this : J' ≤ ⊥
⊢ J ≤ ⊥

Tactic:
intro x hx

Result:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : ¬J = ⊤
this : J' ≤ ⊥
x : ↥I
hx : x ∈ J
⊢ x ∈ ⊥

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ⁅a, (↑I).subtype y⁆ + ⁅b, (↑I).subtype y⁆ ∈ Submodule.map (↑I).subtype ↑J

Tactic:
apply add_mem

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.a
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ⁅a, (↑I).subtype y⁆ ∈ Submodule.map (↑I).subtype ↑J

case intro.intro.intro.intro.intro.intro.a
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ⁅b, (↑I).subtype y⁆ ∈ Submodule.map (↑I).subtype ↑J

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.a
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ⟨⁅a, ↑y⁆, ⋯⟩ ∈ J

Tactic:
exact lie_mem_right R I J ⟨a, ha⟩ y hy

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : ¬J = ⊤
⊢ J' = ⊥

Tactic:
apply hI.2

Result:
case a
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : ¬J = ⊤
⊢ J' < I

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
⊢ ∀ (I_1 : LieIdeal R ↥I), I_1 = ⊥ ∨ I_1 = ⊤

Tactic:
intro J

Result:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
⊢ J = ⊥ ∨ J = ⊤

Proof state:
case a
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : ¬J = ⊤
⊢ J' < I

Tactic:
rw [lt_iff_le_and_ne]

Result:
case a
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : ¬J = ⊤
⊢ J' ≤ I ∧ J' ≠ I

Proof state:
case a.right
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : J' = I
⊢ J = ⊤

Tactic:
rw [eq_top_iff]

Result:
case a.right
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : J' = I
⊢ ⊤ ≤ J

Proof state:
case intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ ⁅x, ↑I.incl y⁆ ∈ __spread✝⁻⁰.carrier

Tactic:
dsimp

Result:
case intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ ⁅x, (↑I).subtype y⁆ ∈ (Submodule.map (↑I).subtype ↑J).carrier

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : ¬J = ⊤
this : J' ≤ ⊥
x : ↥I
hx : x ∈ J
⊢ x ∈ ⊥

Tactic:
suffices x ∈ J → x = 0 from this hx

Result:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : ¬J = ⊤
this : J' ≤ ⊥
x : ↥I
hx : x ∈ J
⊢ x ∈ J → x = 0

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ x ∈ ⊤

Tactic:
apply LieSubmodule.mem_top

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.a
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ⁅b, ↑y⁆ = 0

Tactic:
rw [← LieSubmodule.mem_bot (R := R) (L := L),
    ← (IsSemisimple.sSupIndep_isAtom hI).eq_bot]

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.a
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ⁅b, ↑y⁆ ∈ I ⊓ sSup ({I | IsAtom I} \ {I})

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ x ∈ I ⊔ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})

Tactic:
nth_rewrite 1 [← sSup_singleton (a := I)]

Result:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ x ∈ sSup {I} ⊔ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
this : ⁅b, ↑y⁆ = 0
⊢ 0 ∈ Submodule.map (↑I).subtype ↑J

Tactic:
simp only [zero_mem]

Result:
no goals