-- Mathlib/RingTheory/Ideal/Quotient/Nilpotent.lean
theorem Ideal.IsNilpotent.induction_on (hI : IsNilpotent I)
    {P : ∀ ⦃S : Type _⦄ [CommRing S], Ideal S → Prop}
    (h₁ : ∀ ⦃S : Type _⦄ [CommRing S], ∀ I : Ideal S, I ^ 2 = ⊥ → P I)
    (h₂ : ∀ ⦃S : Type _⦄ [CommRing S], ∀ I J : Ideal S, I ≤ J → P I →
      P (J.map (Ideal.Quotient.mk I)) → P J) :
    P I

Proof state:
case neg
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
n : ℕ
H : ∀ m < n, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI : I ^ n = ⊥
hI' : ¬I = ⊥
⊢ P I

Tactic:
rcases n with - | n

Result:
case neg.zero
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI' : ¬I = ⊥
H : ∀ m < 0, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
hI : I ^ 0 = ⊥
⊢ P I

case neg.succ
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI' : ¬I = ⊥
n : ℕ
H : ∀ m < n + 1, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
hI : I ^ (n + 1) = ⊥
⊢ P I

Proof state:
case pos
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
n : ℕ
H : ∀ m < n, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
hI : ⊥ ^ n = ⊥
⊢ P ⊥

Tactic:
apply h₁

Result:
case pos.a
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
n : ℕ
H : ∀ m < n, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
hI : ⊥ ^ n = ⊥
⊢ ⊥ ^ 2 = ⊥

Proof state:
case pos
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
n : ℕ
H : ∀ m < n, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI : I ^ n = ⊥
hI' : I = ⊥
⊢ P I

Tactic:
subst hI'

Result:
case pos
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
n : ℕ
H : ∀ m < n, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
hI : ⊥ ^ n = ⊥
⊢ P ⊥

Proof state:
case neg.succ.succ
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI' : ¬I = ⊥
n : ℕ
H : ∀ m < n + 1 + 1, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
hI : I ^ (n + 1 + 1) = ⊥
⊢ P I

Tactic:
apply h₂ (I ^ 2) _ (Ideal.pow_le_self two_ne_zero)

Result:
case neg.succ.succ.a
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI' : ¬I = ⊥
n : ℕ
H : ∀ m < n + 1 + 1, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
hI : I ^ (n + 1 + 1) = ⊥
⊢ P (I ^ 2)

case neg.succ.succ.a
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI' : ¬I = ⊥
n : ℕ
H : ∀ m < n + 1 + 1, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
hI : I ^ (n + 1 + 1) = ⊥
⊢ P (map (Quotient.mk (I ^ 2)) I)

Proof state:
case neg.succ
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI' : ¬I = ⊥
n : ℕ
H : ∀ m < n + 1, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
hI : I ^ (n + 1) = ⊥
⊢ P I

Tactic:
rcases n with - | n

Result:
case neg.succ.zero
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI' : ¬I = ⊥
H : ∀ m < 0 + 1, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
hI : I ^ (0 + 1) = ⊥
⊢ P I

case neg.succ.succ
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI' : ¬I = ⊥
n : ℕ
H : ∀ m < n + 1 + 1, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
hI : I ^ (n + 1 + 1) = ⊥
⊢ P I

Proof state:
case neg.succ.zero
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI' : ¬I = ⊥
H : ∀ m < 0 + 1, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
hI : I ^ (0 + 1) = ⊥
⊢ P I

Tactic:
rw [pow_one] at hI

Result:
case neg.succ.zero
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI' : ¬I = ⊥
H : ∀ m < 0 + 1, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
hI : I = ⊥
⊢ P I

Proof state:
case neg.succ.succ.a
P : ⦃S : Type u_1⦄ → [inst : CommRing S] → Ideal S → Prop
h₁ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ 2 = ⊥ → P I
h₂ : ∀ ⦃S : Type u_1⦄ [inst : CommRing S] (I J : Ideal S), I ≤ J → P I → P (map (Quotient.mk I) J) → P J
S : Type u_1
inst✝ : CommRing S
I : Ideal S
hI' : ¬I = ⊥
n : ℕ
H : ∀ m < n + 1 + 1, ∀ {S : Type u_1} [inst : CommRing S] (I : Ideal S), I ^ m = ⊥ → P I
hI : I ^ (n + 1 + 1) = ⊥
⊢ I ^ (2 * (n + 1)) ≤ I ^ (n + 1 + 1)

Tactic:
apply Ideal.pow_le_pow_right (by omega)

Result:
no goals