-- Mathlib/LinearAlgebra/AffineSpace/Matrix.lean
theorem affineIndependent_of_toMatrix_right_inv [Fintype ι] [Finite ι'] [DecidableEq ι']
    (p : ι' → P) {A : Matrix ι ι' k} (hA : b.toMatrix p * A = 1) : AffineIndependent k p

Proof state:
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
⊢ AffineIndependent k p

Tactic:
cases nonempty_fintype ι'

Result:
case intro
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
⊢ AffineIndependent k p

Proof state:
case h
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
w₁ w₂ : ι' → k
hw₁ : ∑ i : ι', w₁ i = 1
hw₂ : ∑ i : ι', w₂ i = 1
hweq : (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₁ = (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₂
j : ι
⊢ ∑ i : ι', w₁ i • (b.coord j) (p i) = ∑ i : ι', w₂ i • (b.coord j) (p i)

Tactic:
have u : (fun i => b.coord j (p i)) = b.coord j ∘ p := by simp only [Function.comp_def]

Result:
case h
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
w₁ w₂ : ι' → k
hw₁ : ∑ i : ι', w₁ i = 1
hw₂ : ∑ i : ι', w₂ i = 1
hweq : (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₁ = (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₂
j : ι
u : (fun i => (b.coord j) (p i)) = ⇑(b.coord j) ∘ p
⊢ ∑ i : ι', w₁ i • (b.coord j) (p i) = ∑ i : ι', w₂ i • (b.coord j) (p i)

Proof state:
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
w₁ w₂ : ι' → k
hw₁ : ∑ i : ι', w₁ i = 1
hw₂ : ∑ i : ι', w₂ i = 1
hweq : (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₁ = (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₂
j : ι
⊢ (fun i => (b.coord j) (p i)) = ⇑(b.coord j) ∘ p

Tactic:
simp only [Function.comp_def]

Result:
no goals

Proof state:
case intro
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
⊢ ∀ (w1 w2 : ι' → k),
    ∑ i : ι', w1 i = 1 →
      ∑ i : ι', w2 i = 1 →
        (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w1 = (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w2 → w1 = w2

Tactic:
intro w₁ w₂ hw₁ hw₂ hweq

Result:
case intro
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
w₁ w₂ : ι' → k
hw₁ : ∑ i : ι', w₁ i = 1
hw₂ : ∑ i : ι', w₂ i = 1
hweq : (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₁ = (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₂
⊢ w₁ = w₂

Proof state:
case intro
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
w₁ w₂ : ι' → k
hw₁ : ∑ i : ι', w₁ i = 1
hw₂ : ∑ i : ι', w₂ i = 1
hweq : (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₁ = (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₂
hweq' : w₁ ᵥ* b.toMatrix p = w₂ ᵥ* b.toMatrix p
⊢ w₁ = w₂

Tactic:
replace hweq' := congr_arg (fun w => w ᵥ* A) hweq'

Result:
case intro
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
w₁ w₂ : ι' → k
hw₁ : ∑ i : ι', w₁ i = 1
hw₂ : ∑ i : ι', w₂ i = 1
hweq : (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₁ = (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₂
hweq' : (fun w => w ᵥ* A) (w₁ ᵥ* b.toMatrix p) = (fun w => w ᵥ* A) (w₂ ᵥ* b.toMatrix p)
⊢ w₁ = w₂

Proof state:
case h
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
w₁ w₂ : ι' → k
hw₁ : ∑ i : ι', w₁ i = 1
hw₂ : ∑ i : ι', w₂ i = 1
hweq : (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₁ = (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₂
j : ι
⊢ (w₁ ᵥ* b.toMatrix p) j = (w₂ ᵥ* b.toMatrix p) j

Tactic:
change (∑ i, w₁ i • b.coord j (p i)) = ∑ i, w₂ i • b.coord j (p i)

Result:
case h
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
w₁ w₂ : ι' → k
hw₁ : ∑ i : ι', w₁ i = 1
hw₂ : ∑ i : ι', w₂ i = 1
hweq : (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₁ = (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₂
j : ι
⊢ ∑ i : ι', w₁ i • (b.coord j) (p i) = ∑ i : ι', w₂ i • (b.coord j) (p i)

Proof state:
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
w₁ w₂ : ι' → k
hw₁ : ∑ i : ι', w₁ i = 1
hw₂ : ∑ i : ι', w₂ i = 1
hweq : (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₁ = (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₂
⊢ w₁ ᵥ* b.toMatrix p = w₂ ᵥ* b.toMatrix p

Tactic:
ext j

Result:
case h
ι : Type u₁
k : Type u₂
V : Type u₃
P : Type u₄
inst✝⁶ : AddCommGroup V
inst✝⁵ : AffineSpace V P
inst✝⁴ : Ring k
inst✝³ : Module k V
b : AffineBasis ι k P
ι' : Type u_1
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : Finite ι'
inst✝ : DecidableEq ι'
p : ι' → P
A : Matrix ι ι' k
hA : b.toMatrix p * A = 1
val✝ : Fintype ι'
w₁ w₂ : ι' → k
hw₁ : ∑ i : ι', w₁ i = 1
hw₂ : ∑ i : ι', w₂ i = 1
hweq : (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₁ = (Finset.affineCombination k Finset.univ p) w₂
j : ι
⊢ (w₁ ᵥ* b.toMatrix p) j = (w₂ ᵥ* b.toMatrix p) j