-- Mathlib/AlgebraicGeometry/EllipticCurve/IsomOfJ.lean
private lemma exists_variableChange_of_char_ne_two_or_three
    {p : ℕ} [CharP F p] (hchar2 : p ≠ 2) (hchar3 : p ≠ 3) (heq : E.j = E'.j) :
    ∃ C : VariableChange F, E.variableChange C = E'

Proof state:
case h.a₄
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E✝ E'✝ : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E✝.IsElliptic
inst✝³ : E'✝.IsElliptic
p : ℕ
inst✝² : CharP F p
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝³ : NeZero 2
this✝² : NeZero 4
this✝¹ : NeZero 6
this✝ : Invertible 2 := invertibleOfNonzero hchar2
this : Invertible 3 := invertibleOfNonzero hchar3
E : WeierstrassCurve F
inst✝¹ : E.IsElliptic
h✝¹ : E.IsShortNF
E' : WeierstrassCurve F
inst✝ : E'.IsElliptic
h✝ : E'.IsShortNF
heq : E.a₄ ^ 3 * E'.a₆ ^ 2 = E'.a₄ ^ 3 * E.a₆ ^ 2
ha₄ : ¬E.a₄ = 0
ha₆ : ¬E.a₆ = 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₆ / E'.a₆ / (E.a₄ / E'.a₄)
hu4 : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
hu6 : u ^ 6 = E.a₆ / E'.a₆
hu0 : u ≠ 0
⊢ (E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := 0, s := 0, t := 0 }).a₄ = E'.a₄

Tactic:
simp_rw [variableChange_a₄, a₁_of_isShortNF, a₂_of_isShortNF, a₃_of_isShortNF,
  Units.val_inv_eq_inv_val, Units.val_mk0, inv_pow, inv_mul_eq_div, hu4]

Result:
case h.a₄
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E✝ E'✝ : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E✝.IsElliptic
inst✝³ : E'✝.IsElliptic
p : ℕ
inst✝² : CharP F p
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝³ : NeZero 2
this✝² : NeZero 4
this✝¹ : NeZero 6
this✝ : Invertible 2 := invertibleOfNonzero hchar2
this : Invertible 3 := invertibleOfNonzero hchar3
E : WeierstrassCurve F
inst✝¹ : E.IsElliptic
h✝¹ : E.IsShortNF
E' : WeierstrassCurve F
inst✝ : E'.IsElliptic
h✝ : E'.IsShortNF
heq : E.a₄ ^ 3 * E'.a₆ ^ 2 = E'.a₄ ^ 3 * E.a₆ ^ 2
ha₄ : ¬E.a₄ = 0
ha₆ : ¬E.a₆ = 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₆ / E'.a₆ / (E.a₄ / E'.a₄)
hu4 : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
hu6 : u ^ 6 = E.a₆ / E'.a₆
hu0 : u ≠ 0
⊢ (E.a₄ - 0 * 0 + 2 * 0 * 0 - (0 + 0 * 0) * 0 + 3 * 0 ^ 2 - 2 * 0 * 0) / (E.a₄ / E'.a₄) = E'.a₄

Proof state:
case pos
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E✝ E'✝ : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E✝.IsElliptic
inst✝³ : E'✝.IsElliptic
p : ℕ
inst✝² : CharP F p
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝³ : NeZero 2
this✝² : NeZero 4
this✝¹ : NeZero 6
this✝ : Invertible 2 := invertibleOfNonzero hchar2
this : Invertible 3 := invertibleOfNonzero hchar3
E : WeierstrassCurve F
inst✝¹ : E.IsElliptic
h✝¹ : E.IsShortNF
E' : WeierstrassCurve F
inst✝ : E'.IsElliptic
h✝ : E'.IsShortNF
heq : E.a₄ ^ 3 * E'.a₆ ^ 2 = E'.a₄ ^ 3 * E.a₆ ^ 2
ha₄✝ : ¬E.a₄ = 0
ha₆ : E.a₆ = 0
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ = 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
have ha₄' := E'.Δ'.ne_zero

Result:
case pos
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E✝ E'✝ : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E✝.IsElliptic
inst✝³ : E'✝.IsElliptic
p : ℕ
inst✝² : CharP F p
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝³ : NeZero 2
this✝² : NeZero 4
this✝¹ : NeZero 6
this✝ : Invertible 2 := invertibleOfNonzero hchar2
this : Invertible 3 := invertibleOfNonzero hchar3
E : WeierstrassCurve F
inst✝¹ : E.IsElliptic
h✝¹ : E.IsShortNF
E' : WeierstrassCurve F
inst✝ : E'.IsElliptic
h✝ : E'.IsShortNF
heq : E.a₄ ^ 3 * E'.a₆ ^ 2 = E'.a₄ ^ 3 * E.a₆ ^ 2
ha₄✝ : ¬E.a₄ = 0
ha₆ : E.a₆ = 0
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ = 0
ha₄' : ↑E'.Δ' ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E✝ E'✝ : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E✝.IsElliptic
inst✝³ : E'✝.IsElliptic
p : ℕ
inst✝² : CharP F p
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝⁴ : NeZero 2
this✝³ : NeZero 4
this✝² : NeZero 6
this✝¹ : Invertible 2 := invertibleOfNonzero hchar2
this✝ : Invertible 3 := invertibleOfNonzero hchar3
E : WeierstrassCurve F
inst✝¹ : E.IsElliptic
h✝¹ : E.IsShortNF
E' : WeierstrassCurve F
inst✝ : E'.IsElliptic
h✝ : E'.IsShortNF
heq :
  (-48 * E.a₄) ^ 3 * (-16 * (4 * E'.a₄ ^ 3 + 27 * E'.a₆ ^ 2)) =
    (-48 * E'.a₄) ^ 3 * (-16 * (4 * E.a₄ ^ 3 + 27 * E.a₆ ^ 2))
this : 47775744 ≠ 0
⊢ 47775744 ≠ 0

Tactic:
exact this

Result:
no goals

Proof state:
case pos
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E✝ E'✝ : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E✝.IsElliptic
inst✝³ : E'✝.IsElliptic
p : ℕ
inst✝² : CharP F p
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝³ : NeZero 2
this✝² : NeZero 4
this✝¹ : NeZero 6
this✝ : Invertible 2 := invertibleOfNonzero hchar2
this : Invertible 3 := invertibleOfNonzero hchar3
E : WeierstrassCurve F
inst✝¹ : E.IsElliptic
h✝¹ : E.IsShortNF
E' : WeierstrassCurve F
inst✝ : E'.IsElliptic
h✝ : E'.IsShortNF
heq : E.a₄ ^ 3 * E'.a₆ ^ 2 = E'.a₄ ^ 3 * E.a₆ ^ 2
ha₄ : E.a₄ = 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
have ha₄' : E'.a₄ = 0 := by
  rw [ha₄, zero_pow three_ne_zero, zero_mul, zero_eq_mul] at heq
  exact (pow_eq_zero_iff three_ne_zero).1 <| heq.resolve_right <| pow_ne_zero 2 ha₆

Result:
case pos
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E✝ E'✝ : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E✝.IsElliptic
inst✝³ : E'✝.IsElliptic
p : ℕ
inst✝² : CharP F p
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝³ : NeZero 2
this✝² : NeZero 4
this✝¹ : NeZero 6
this✝ : Invertible 2 := invertibleOfNonzero hchar2
this : Invertible 3 := invertibleOfNonzero hchar3
E : WeierstrassCurve F
inst✝¹ : E.IsElliptic
h✝¹ : E.IsShortNF
E' : WeierstrassCurve F
inst✝ : E'.IsElliptic
h✝ : E'.IsShortNF
heq : E.a₄ ^ 3 * E'.a₆ ^ 2 = E'.a₄ ^ 3 * E.a₆ ^ 2
ha₄ : E.a₄ = 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ = 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁴ : Field F
inst✝³ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝² : E.IsElliptic
inst✝¹ : E'.IsElliptic
p : ℕ
inst✝ : CharP F p
heq : E.j = E'.j
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝ : NeZero 2
this : NeZero 4
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
haveI : NeZero (6 : F) := NeZero.mk <| by
  have := mul_ne_zero hchar2 hchar3
  norm_num1 at this
  exact this

Result:
F : Type u_1
inst✝⁴ : Field F
inst✝³ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝² : E.IsElliptic
inst✝¹ : E'.IsElliptic
p : ℕ
inst✝ : CharP F p
heq : E.j = E'.j
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝¹ : NeZero 2
this✝ : NeZero 4
this : NeZero 6
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E✝ E'✝ : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E✝.IsElliptic
inst✝³ : E'✝.IsElliptic
p : ℕ
inst✝² : CharP F p
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝³ : NeZero 2
this✝² : NeZero 4
this✝¹ : NeZero 6
this✝ : Invertible 2 := invertibleOfNonzero hchar2
this : Invertible 3 := invertibleOfNonzero hchar3
E : WeierstrassCurve F
inst✝¹ : E.IsElliptic
h✝¹ : E.IsShortNF
E' : WeierstrassCurve F
inst✝ : E'.IsElliptic
h✝ : E'.IsShortNF
heq : E.a₄ ^ 3 * E'.a₆ ^ 2 = E'.a₄ ^ 3 * E.a₆ ^ 2
ha₄ : ¬E.a₄ = 0
ha₆ : ¬E.a₆ = 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₆ / E'.a₆ / (E.a₄ / E'.a₄)
⊢ (E.a₆ * E'.a₄) ^ 2 * E'.a₄ = E.a₄ * (E'.a₆ * E.a₄) ^ 2

Tactic:
linear_combination -heq

Result:
no goals

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁴ : Field F
inst✝³ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝² : E.IsElliptic
inst✝¹ : E'.IsElliptic
p : ℕ
inst✝ : CharP F p
heq : E.j = E'.j
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝ : NeZero 2
this : 4 ≠ 0
⊢ 4 ≠ 0

Tactic:
exact this

Result:
no goals

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E✝ E'✝ : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E✝.IsElliptic
inst✝³ : E'✝.IsElliptic
p : ℕ
inst✝² : CharP F p
hchar2 : 2 ≠ 0
hchar3 : 3 ≠ 0
this✝³ : NeZero 2
this✝² : NeZero 4
this✝¹ : NeZero 6
this✝ : Invertible 2 := invertibleOfNonzero hchar2
this : Invertible 3 := invertibleOfNonzero hchar3
E : WeierstrassCurve F
inst✝¹ : E.IsElliptic
h✝¹ : E.IsShortNF
E' : WeierstrassCurve F
inst✝ : E'.IsElliptic
h✝ : E'.IsShortNF
heq : E.a₄ ^ 3 * E'.a₆ ^ 2 = E'.a₄ ^ 3 * E.a₆ ^ 2
ha₄✝ : ¬E.a₄ = 0
ha₆ : E.a₆ = 0
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ = 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
u : F
hu : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
⊢ E.a₄ ≠ 0 ∧ E'.a₄ ≠ 0

Tactic:
exact ⟨ha₄, ha₄'⟩

Result:
no goals