-- Mathlib/LinearAlgebra/FreeModule/PID.lean
theorem eq_bot_of_generator_maximal_map_eq_zero (b : Basis ι R M) {N : Submodule R M}
    {ϕ : M →ₗ[R] R} (hϕ : ∀ ψ : M →ₗ[R] R, ¬N.map ϕ < N.map ψ) [(N.map ϕ).IsPrincipal]
    (hgen : generator (N.map ϕ) = (0 : R)) : N = ⊥

Proof state:
R : Type u
M : Type v
inst✝³ : Ring R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
ι : Type u_1
b : Basis ι R M
N : Submodule R M
ϕ : M →ₗ[R] R
hϕ : ∀ (ψ : M →ₗ[R] R), ¬Submodule.map ϕ N < Submodule.map ψ N
inst✝ : (Submodule.map ϕ N).IsPrincipal
hgen : generator (Submodule.map ϕ N) = 0
⊢ N = ⊥

Tactic:
rw [Submodule.eq_bot_iff]

Result:
R : Type u
M : Type v
inst✝³ : Ring R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
ι : Type u_1
b : Basis ι R M
N : Submodule R M
ϕ : M →ₗ[R] R
hϕ : ∀ (ψ : M →ₗ[R] R), ¬Submodule.map ϕ N < Submodule.map ψ N
inst✝ : (Submodule.map ϕ N).IsPrincipal
hgen : generator (Submodule.map ϕ N) = 0
⊢ ∀ x ∈ N, x = 0

Proof state:
R : Type u
M : Type v
inst✝³ : Ring R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
ι : Type u_1
b : Basis ι R M
N : Submodule R M
ϕ : M →ₗ[R] R
hϕ : ∀ (ψ : M →ₗ[R] R), ¬Submodule.map ϕ N < Submodule.map ψ N
inst✝ : (Submodule.map ϕ N).IsPrincipal
hgen : generator (Submodule.map ϕ N) = 0
⊢ ∀ x ∈ N, x = 0

Tactic:
intro x hx

Result:
R : Type u
M : Type v
inst✝³ : Ring R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
ι : Type u_1
b : Basis ι R M
N : Submodule R M
ϕ : M →ₗ[R] R
hϕ : ∀ (ψ : M →ₗ[R] R), ¬Submodule.map ϕ N < Submodule.map ψ N
inst✝ : (Submodule.map ϕ N).IsPrincipal
hgen : generator (Submodule.map ϕ N) = 0
x : M
hx : x ∈ N
⊢ x = 0

Proof state:
R : Type u
M : Type v
inst✝³ : Ring R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
ι : Type u_1
b : Basis ι R M
N : Submodule R M
ϕ : M →ₗ[R] R
hϕ : ∀ (ψ : M →ₗ[R] R), ¬⊥ < Submodule.map ψ N
inst✝ : (Submodule.map ϕ N).IsPrincipal
hgen : generator (Submodule.map ϕ N) = 0
x : M
hx : x ∈ N
i : ι
⊢ (b.repr x) i = (b.repr 0) i

Tactic:
rw [LinearEquiv.map_zero, Finsupp.zero_apply]

Result:
R : Type u
M : Type v
inst✝³ : Ring R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
ι : Type u_1
b : Basis ι R M
N : Submodule R M
ϕ : M →ₗ[R] R
hϕ : ∀ (ψ : M →ₗ[R] R), ¬⊥ < Submodule.map ψ N
inst✝ : (Submodule.map ϕ N).IsPrincipal
hgen : generator (Submodule.map ϕ N) = 0
x : M
hx : x ∈ N
i : ι
⊢ (b.repr x) i = 0

Proof state:
R : Type u
M : Type v
inst✝³ : Ring R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
ι : Type u_1
b : Basis ι R M
N : Submodule R M
ϕ : M →ₗ[R] R
hϕ : ∀ (ψ : M →ₗ[R] R), ¬Submodule.map ϕ N < Submodule.map ψ N
inst✝ : (Submodule.map ϕ N).IsPrincipal
hgen : generator (Submodule.map ϕ N) = 0
x : M
hx : x ∈ N
⊢ x = 0

Tactic:
refine b.ext_elem fun i ↦ ?_

Result:
R : Type u
M : Type v
inst✝³ : Ring R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
ι : Type u_1
b : Basis ι R M
N : Submodule R M
ϕ : M →ₗ[R] R
hϕ : ∀ (ψ : M →ₗ[R] R), ¬Submodule.map ϕ N < Submodule.map ψ N
inst✝ : (Submodule.map ϕ N).IsPrincipal
hgen : generator (Submodule.map ϕ N) = 0
x : M
hx : x ∈ N
i : ι
⊢ (b.repr x) i = (b.repr 0) i

Proof state:
R : Type u
M : Type v
inst✝³ : Ring R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
ι : Type u_1
b : Basis ι R M
N : Submodule R M
ϕ : M →ₗ[R] R
hϕ : ∀ (ψ : M →ₗ[R] R), ¬Submodule.map ϕ N < Submodule.map ψ N
inst✝ : (Submodule.map ϕ N).IsPrincipal
hgen : generator (Submodule.map ϕ N) = 0
x : M
hx : x ∈ N
i : ι
⊢ (b.repr x) i = (b.repr 0) i

Tactic:
rw [(eq_bot_iff_generator_eq_zero _).mpr hgen] at hϕ

Result:
R : Type u
M : Type v
inst✝³ : Ring R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
ι : Type u_1
b : Basis ι R M
N : Submodule R M
ϕ : M →ₗ[R] R
hϕ : ∀ (ψ : M →ₗ[R] R), ¬⊥ < Submodule.map ψ N
inst✝ : (Submodule.map ϕ N).IsPrincipal
hgen : generator (Submodule.map ϕ N) = 0
x : M
hx : x ∈ N
i : ι
⊢ (b.repr x) i = (b.repr 0) i

Proof state:
R : Type u
M : Type v
inst✝³ : Ring R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
ι : Type u_1
b : Basis ι R M
N : Submodule R M
ϕ : M →ₗ[R] R
hϕ : ∀ (ψ : M →ₗ[R] R), ¬⊥ < Submodule.map ψ N
inst✝ : (Submodule.map ϕ N).IsPrincipal
hgen : generator (Submodule.map ϕ N) = 0
x : M
hx : x ∈ N
i : ι
⊢ (b.repr x) i = 0

Tactic:
exact
  (Submodule.eq_bot_iff _).mp (not_bot_lt_iff.1 <| hϕ (Finsupp.lapply i ∘ₗ ↑b.repr)) _
    ⟨x, hx, rfl⟩

Result:
no goals