-- Mathlib/LinearAlgebra/TensorProduct/Finiteness.lean
theorem exists_finite_submodule_right_of_finite' (s : Set (M₁ ⊗[R] N₁)) (hs : s.Finite) :
    ∃ (N' : Submodule R N) (hN : N' ≤ N₁), Module.Finite R N' ∧
      s ⊆ LinearMap.range ((inclusion hN).lTensor M₁)

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
N : Type u_3
inst✝⁴ : CommSemiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid N
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R N
M₁ : Submodule R M
N₁ : Submodule R N
s : Set (↥M₁ ⊗[R] ↥N₁)
hs : s.Finite
w✝¹ : Submodule R M
N' : Submodule R N
w✝ : w✝¹ ≤ M₁
hN : N' ≤ N₁
left✝ : Module.Finite R ↥w✝¹
hfin : Module.Finite R ↥N'
h : s ⊆ ↑(LinearMap.range (LinearMap.lTensor (↥M₁) (inclusion hN) ∘ₗ LinearMap.rTensor (↥N') (inclusion w✝)))
⊢ s ⊆ ↑(LinearMap.range (LinearMap.lTensor (↥M₁) (inclusion hN)))

Tactic:
exact h.trans (LinearMap.range_comp_le_range _ _)

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
N : Type u_3
inst✝⁴ : CommSemiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid N
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R N
M₁ : Submodule R M
N₁ : Submodule R N
s : Set (↥M₁ ⊗[R] ↥N₁)
hs : s.Finite
w✝¹ : Submodule R M
N' : Submodule R N
w✝ : w✝¹ ≤ M₁
hN : N' ≤ N₁
left✝ : Module.Finite R ↥w✝¹
hfin : Module.Finite R ↥N'
h : s ⊆ ↑(LinearMap.range (map (inclusion w✝) (inclusion hN)))
⊢ ∃ N', ∃ (hN : N' ≤ N₁), Module.Finite R ↥N' ∧ s ⊆ ↑(LinearMap.range (LinearMap.lTensor (↥M₁) (inclusion hN)))

Tactic:
refine ⟨N', hN, hfin, ?_⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
N : Type u_3
inst✝⁴ : CommSemiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid N
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R N
M₁ : Submodule R M
N₁ : Submodule R N
s : Set (↥M₁ ⊗[R] ↥N₁)
hs : s.Finite
w✝¹ : Submodule R M
N' : Submodule R N
w✝ : w✝¹ ≤ M₁
hN : N' ≤ N₁
left✝ : Module.Finite R ↥w✝¹
hfin : Module.Finite R ↥N'
h : s ⊆ ↑(LinearMap.range (map (inclusion w✝) (inclusion hN)))
⊢ s ⊆ ↑(LinearMap.range (LinearMap.lTensor (↥M₁) (inclusion hN)))

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
N : Type u_3
inst✝⁴ : CommSemiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid N
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R N
M₁ : Submodule R M
N₁ : Submodule R N
s : Set (↥M₁ ⊗[R] ↥N₁)
hs : s.Finite
w✝¹ : Submodule R M
N' : Submodule R N
w✝ : w✝¹ ≤ M₁
hN : N' ≤ N₁
left✝ : Module.Finite R ↥w✝¹
hfin : Module.Finite R ↥N'
h : s ⊆ ↑(LinearMap.range (map (inclusion w✝) (inclusion hN)))
⊢ s ⊆ ↑(LinearMap.range (LinearMap.lTensor (↥M₁) (inclusion hN)))

Tactic:
rw [← LinearMap.lTensor_comp_rTensor] at h

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
N : Type u_3
inst✝⁴ : CommSemiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid N
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R N
M₁ : Submodule R M
N₁ : Submodule R N
s : Set (↥M₁ ⊗[R] ↥N₁)
hs : s.Finite
w✝¹ : Submodule R M
N' : Submodule R N
w✝ : w✝¹ ≤ M₁
hN : N' ≤ N₁
left✝ : Module.Finite R ↥w✝¹
hfin : Module.Finite R ↥N'
h : s ⊆ ↑(LinearMap.range (LinearMap.lTensor (↥M₁) (inclusion hN) ∘ₗ LinearMap.rTensor (↥N') (inclusion w✝)))
⊢ s ⊆ ↑(LinearMap.range (LinearMap.lTensor (↥M₁) (inclusion hN)))

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
N : Type u_3
inst✝⁴ : CommSemiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid N
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R N
M₁ : Submodule R M
N₁ : Submodule R N
s : Set (↥M₁ ⊗[R] ↥N₁)
hs : s.Finite
⊢ ∃ N', ∃ (hN : N' ≤ N₁), Module.Finite R ↥N' ∧ s ⊆ ↑(LinearMap.range (LinearMap.lTensor (↥M₁) (inclusion hN)))

Tactic:
obtain ⟨_, N', _, hN, _, hfin, h⟩ := exists_finite_submodule_of_finite' s hs

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
N : Type u_3
inst✝⁴ : CommSemiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid N
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R N
M₁ : Submodule R M
N₁ : Submodule R N
s : Set (↥M₁ ⊗[R] ↥N₁)
hs : s.Finite
w✝¹ : Submodule R M
N' : Submodule R N
w✝ : w✝¹ ≤ M₁
hN : N' ≤ N₁
left✝ : Module.Finite R ↥w✝¹
hfin : Module.Finite R ↥N'
h : s ⊆ ↑(LinearMap.range (map (inclusion w✝) (inclusion hN)))
⊢ ∃ N', ∃ (hN : N' ≤ N₁), Module.Finite R ↥N' ∧ s ⊆ ↑(LinearMap.range (LinearMap.lTensor (↥M₁) (inclusion hN)))