-- Mathlib/RingTheory/MvPolynomial/Homogeneous.lean
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lemma exists_eval_ne_zero_of_totalDegree_le_card_aux {N : ℕ} {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}
    (hF : F.IsHomogeneous n) (hF₀ : F ≠ 0) (hnR : n ≤ #R) :
    ∃ r, eval r F ≠ 0

Proof state:
case succ.intro.inr.intro.intro
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hF₀ : F ≠ 0
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
i : ℕ
hi : ((finSuccEquiv R N) F).coeff i ≠ 0
hin✝ : i ≤ n
hFn : ((finSuccEquiv R N) F).coeff n = 0
hin : i < n
j : ℕ
hj : i + (j + 1) = n
r : Fin N → R
hr : (eval r) (((finSuccEquiv R N) F).coeff i) ≠ 0
φ : R[X] := Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
hφ : φ = Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
⊢ ∃ r, (eval r) F ≠ 0

Tactic:
have hφ₀ : φ ≠ 0 := fun hφ₀ ↦ hr <| by
  rw [← coeff_eval_eq_eval_coeff, ← hφ, hφ₀, Polynomial.coeff_zero]

Result:
case succ.intro.inr.intro.intro
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hF₀ : F ≠ 0
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
i : ℕ
hi : ((finSuccEquiv R N) F).coeff i ≠ 0
hin✝ : i ≤ n
hFn : ((finSuccEquiv R N) F).coeff n = 0
hin : i < n
j : ℕ
hj : i + (j + 1) = n
r : Fin N → R
hr : (eval r) (((finSuccEquiv R N) F).coeff i) ≠ 0
φ : R[X] := Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
hφ : φ = Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
hφ₀ : φ ≠ 0
⊢ ∃ r, (eval r) F ≠ 0

Proof state:
case h
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hF₀ : F ≠ 0
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
i : ℕ
hi : ((finSuccEquiv R N) F).coeff i ≠ 0
hin✝ : i ≤ n
hFn : ((finSuccEquiv R N) F).coeff n = 0
hin : i < n
j : ℕ
hj : i + (j + 1) = n
r : Fin N → R
hr : (eval r) (((finSuccEquiv R N) F).coeff i) ≠ 0
φ : R[X] := Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
hφ : φ = Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
hφ₀ : φ ≠ 0
hφR : ↑φ.natDegree < #R
r₀ : R
hr₀ : Polynomial.eval r₀ φ ≠ 0
⊢ (eval (Fin.cons r₀ r)) F ≠ 0

Tactic:
rwa [eval_eq_eval_mv_eval']

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
hF₀ : ∀ (i : ℕ), ((finSuccEquiv R N) F).coeff i = 0
⊢ F = 0

Tactic:
exact (finSuccEquiv _ _).injective <| Polynomial.ext <| by simpa using hF₀

Result:
no goals

Proof state:
case succ.intro.inl
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hF₀ : F ≠ 0
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
i : ℕ
hi : ((finSuccEquiv R N) F).coeff i ≠ 0
hin : i ≤ n
hFn : ((finSuccEquiv R N) F).coeff n ≠ 0
⊢ ∃ r, (eval r) F ≠ 0

Tactic:
exact hF.exists_eval_ne_zero_of_coeff_finSuccEquiv_ne_zero_aux hFn

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hF₀ : F ≠ 0
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
i : ℕ
hi : ((finSuccEquiv R N) F).coeff i ≠ 0
hin✝ : i ≤ n
hFn : ((finSuccEquiv R N) F).coeff n = 0
hin : i < n
j : ℕ
hj : i + (j + 1) = n
r : Fin N → R
hr : (eval r) (((finSuccEquiv R N) F).coeff i) ≠ 0
φ : R[X] := Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
hφ : φ = Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
hφ₀ : φ ≠ 0
⊢ ↑φ.natDegree < ↑n

Tactic:
norm_cast

Result:
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hF₀ : F ≠ 0
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
i : ℕ
hi : ((finSuccEquiv R N) F).coeff i ≠ 0
hin✝ : i ≤ n
hFn : ((finSuccEquiv R N) F).coeff n = 0
hin : i < n
j : ℕ
hj : i + (j + 1) = n
r : Fin N → R
hr : (eval r) (((finSuccEquiv R N) F).coeff i) ≠ 0
φ : R[X] := Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
hφ : φ = Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
hφ₀ : φ ≠ 0
⊢ φ.natDegree < n

Proof state:
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hF₀ : F ≠ 0
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
i : ℕ
hi : ((finSuccEquiv R N) F).coeff i ≠ 0
hin✝ : i ≤ n
hFn : ((finSuccEquiv R N) F).coeff n = 0
hin : i < n
j : ℕ
hj : i + (j + 1) = n
r : Fin N → R
hr : (eval r) (((finSuccEquiv R N) F).coeff i) ≠ 0
φ : R[X] := Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
hφ : φ = Polynomial.map (eval r) ((finSuccEquiv R N) F)
hφ₀ : φ = 0
⊢ (eval r) (((finSuccEquiv R N) F).coeff i) = 0

Tactic:
rw [← coeff_eval_eq_eval_coeff, ← hφ, hφ₀, Polynomial.coeff_zero]

Result:
no goals

Proof state:
case succ.intro
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hF₀ : F ≠ 0
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
i : ℕ
hi : ((finSuccEquiv R N) F).coeff i ≠ 0
hin : i ≤ n
⊢ ∃ r, (eval r) F ≠ 0

Tactic:
obtain hFn | hFn := ne_or_eq ((finSuccEquiv R N F).coeff n) 0

Result:
case succ.intro.inl
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hF₀ : F ≠ 0
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
i : ℕ
hi : ((finSuccEquiv R N) F).coeff i ≠ 0
hin : i ≤ n
hFn : ((finSuccEquiv R N) F).coeff n ≠ 0
⊢ ∃ r, (eval r) F ≠ 0

case succ.intro.inr
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hF₀ : F ≠ 0
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
i : ℕ
hi : ((finSuccEquiv R N) F).coeff i ≠ 0
hin : i ≤ n
hFn : ((finSuccEquiv R N) F).coeff n = 0
⊢ ∃ r, (eval r) F ≠ 0

Proof state:
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hnR : ↑n ≤ #R
hdeg : ((finSuccEquiv R N) F).natDegree < n + 1
hF₀ : ∀ (i : ℕ), ((finSuccEquiv R N) F).coeff i = 0
⊢ ∀ (n : ℕ), ((finSuccEquiv R N) F).coeff n = ((finSuccEquiv R N) 0).coeff n

Tactic:
simpa using hF₀

Result:
no goals