-- Mathlib/RingTheory/Polynomial/RationalRoot.lean
theorem num_dvd_of_is_root {p : A[X]} {r : K} (hr : aeval r p = 0) : num A r ∣ p.coeff 0

Proof state:
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
⊢ num A r ∣ p.coeff 0

Tactic:
haveI inst := Classical.propDecidable

Result:
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
inst : (a : Prop) → Decidable a
⊢ num A r ∣ p.coeff 0

Proof state:
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
⊢ num A r ∣ (p.scaleRoots ↑(den A r)).coeff 0

Tactic:
convert dvd_term_of_isRoot_of_dvd_terms 0 (num_isRoot_scaleRoots_of_aeval_eq_zero hr) _

Result:
case h.e'_4
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
⊢ (p.scaleRoots ↑(den A r)).coeff 0 = (p.scaleRoots ↑(den A r)).coeff 0 * num A r ^ 0

case convert_2
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
⊢ ∀ (j : ℕ), j ≠ 0 → num A r ∣ (p.scaleRoots ↑(den A r)).coeff j * num A r ^ j

Proof state:
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
inst : (a : Prop) → Decidable a
⊢ num A r ∣ p.coeff 0

Tactic:
by_cases hr : num A r = 0

Result:
case pos
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr✝ : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
inst : (a : Prop) → Decidable a
hr : num A r = 0
⊢ num A r ∣ p.coeff 0

case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr✝ : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
inst : (a : Prop) → Decidable a
hr : ¬num A r = 0
⊢ num A r ∣ p.coeff 0

Proof state:
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ (p.scaleRoots ↑(den A r)).coeff 0
⊢ num A r ∣ p.coeff 0

Tactic:
simp only [coeff_scaleRoots, tsub_zero] at this

Result:
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
⊢ num A r ∣ p.coeff 0

Proof state:
case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr✝ : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
inst : (a : Prop) → Decidable a
hr : ¬num A r = 0
⊢ num A r ∣ p.coeff 0

Tactic:
refine dvd_of_dvd_mul_left_of_no_prime_factors hr ?_ this

Result:
case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr✝ : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
inst : (a : Prop) → Decidable a
hr : ¬num A r = 0
⊢ ∀ ⦃d : A⦄, d ∣ num A r → d ∣ ↑(den A r) ^ p.natDegree → ¬Prime d

Proof state:
case pos
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr✝ : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
inst : (a : Prop) → Decidable a
hr : num A r = 0
⊢ num A r ∣ p.coeff 0

Tactic:
simp_all [nonZeroDivisors.coe_ne_zero]

Result:
no goals

Proof state:
case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr✝ : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
inst : (a : Prop) → Decidable a
hr : ¬num A r = 0
⊢ ∀ ⦃d : A⦄, d ∣ num A r → d ∣ ↑(den A r) ^ p.natDegree → ¬Prime d

Tactic:
intro q dvd_num dvd_denom_pow hq

Result:
case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr✝ : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
inst : (a : Prop) → Decidable a
hr : ¬num A r = 0
q : A
dvd_num : q ∣ num A r
dvd_denom_pow : q ∣ ↑(den A r) ^ p.natDegree
hq : Prime q
⊢ False

Proof state:
case convert_2.h
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
j : ℕ
hj : j ≠ 0
⊢ num A r ∣ num A r ^ j

Tactic:
convert pow_dvd_pow (num A r) (Nat.succ_le_of_lt (bot_lt_iff_ne_bot.mpr hj))

Result:
case h.e'_3
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
j : ℕ
hj : j ≠ 0
⊢ num A r = num A r ^ ⊥.succ

Proof state:
case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr✝ : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
inst : (a : Prop) → Decidable a
hr : ¬num A r = 0
q : A
dvd_num : q ∣ num A r
dvd_denom_pow : q ∣ ↑(den A r) ^ p.natDegree
hq : Prime q
⊢ False

Tactic:
apply hq.not_unit

Result:
case neg
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr✝ : (aeval r) p = 0
this : num A r ∣ p.coeff 0 * ↑(den A r) ^ p.natDegree
inst : (a : Prop) → Decidable a
hr : ¬num A r = 0
q : A
dvd_num : q ∣ num A r
dvd_denom_pow : q ∣ ↑(den A r) ^ p.natDegree
hq : Prime q
⊢ IsUnit q

Proof state:
case convert_2
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
j : ℕ
hj : j ≠ 0
⊢ num A r ∣ (p.scaleRoots ↑(den A r)).coeff j * num A r ^ j

Tactic:
apply dvd_mul_of_dvd_right

Result:
case convert_2.h
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
p : A[X]
r : K
hr : (aeval r) p = 0
j : ℕ
hj : j ≠ 0
⊢ num A r ∣ num A r ^ j