-- Mathlib/LinearAlgebra/Basis/Exact.lean
private lemma top_le_span_of_aux (v : κ ⊕ σ → M)
    (hg : Function.Surjective g) (hslzero : ∀ i, s (v (.inl i)) = 0)
    (hli : LinearIndependent R (s ∘ v ∘ .inr)) (hsp : ⊤ ≤ Submodule.span R (Set.range v)) :
    ⊤ ≤ Submodule.span R (Set.range <| g ∘ v ∘ .inl)

Proof state:
case intro
R✝ : Type u_1
M✝ : Type u_2
K✝ : Type u_3
P✝ : Type u_4
inst✝¹³ : Ring R✝
inst✝¹² : AddCommGroup M✝
inst✝¹¹ : AddCommGroup K✝
inst✝¹⁰ : AddCommGroup P✝
inst✝⁹ : Module R✝ M✝
inst✝⁸ : Module R✝ K✝
inst✝⁷ : Module R✝ P✝
g✝ : M✝ →ₗ[R✝] P✝
s✝ : M✝ →ₗ[R✝] K✝
κ✝ : Type u_6
σ✝ : Type u_7
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
κ : Type u_6
σ : Type u_7
v : κ ⊕ σ → M
hg : Function.Surjective ⇑g
hslzero : ∀ (i : κ), s (v (Sum.inl i)) = 0
hsp : ⊤ ≤ Submodule.span R (Set.range v)
c : κ ⊕ σ →₀ R
this : (c.sum fun i a => a • v i) ∈ Submodule.span R (Set.range v)
h : ∑ x ∈ c.support.toRight, c (Sum.inr x) • s (v (Sum.inr x)) = 0
hli : ∀ (i : σ), c (Sum.inr i) = 0
⊢ g (c.sum fun i a => a • v i) ∈ Submodule.span R (Set.range (⇑g ∘ v ∘ Sum.inl))

Tactic:
simp only [Finsupp.sum, Finset.sum_sum_eq_sum_toLeft_add_sum_toRight, hli, zero_smul,
  Finset.sum_const_zero, add_zero, map_sum, map_smul]

Result:
case intro
R✝ : Type u_1
M✝ : Type u_2
K✝ : Type u_3
P✝ : Type u_4
inst✝¹³ : Ring R✝
inst✝¹² : AddCommGroup M✝
inst✝¹¹ : AddCommGroup K✝
inst✝¹⁰ : AddCommGroup P✝
inst✝⁹ : Module R✝ M✝
inst✝⁸ : Module R✝ K✝
inst✝⁷ : Module R✝ P✝
g✝ : M✝ →ₗ[R✝] P✝
s✝ : M✝ →ₗ[R✝] K✝
κ✝ : Type u_6
σ✝ : Type u_7
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
κ : Type u_6
σ : Type u_7
v : κ ⊕ σ → M
hg : Function.Surjective ⇑g
hslzero : ∀ (i : κ), s (v (Sum.inl i)) = 0
hsp : ⊤ ≤ Submodule.span R (Set.range v)
c : κ ⊕ σ →₀ R
this : (c.sum fun i a => a • v i) ∈ Submodule.span R (Set.range v)
h : ∑ x ∈ c.support.toRight, c (Sum.inr x) • s (v (Sum.inr x)) = 0
hli : ∀ (i : σ), c (Sum.inr i) = 0
⊢ ∑ x ∈ c.support.toLeft, c (Sum.inl x) • g (v (Sum.inl x)) ∈ Submodule.span R (Set.range (⇑g ∘ v ∘ Sum.inl))

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
κ : Type u_6
σ : Type u_7
v : κ ⊕ σ → M
hg : Function.Surjective ⇑g
hslzero : ∀ (i : κ), s (v (Sum.inl i)) = 0
hli : LinearIndependent R (⇑s ∘ v ∘ Sum.inr)
hsp : ⊤ ≤ Submodule.span R (Set.range v)
⊢ ⊤ ≤ Submodule.span R (Set.range (⇑g ∘ v ∘ Sum.inl))

Tactic:
rintro p -

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
κ : Type u_6
σ : Type u_7
v : κ ⊕ σ → M
hg : Function.Surjective ⇑g
hslzero : ∀ (i : κ), s (v (Sum.inl i)) = 0
hli : LinearIndependent R (⇑s ∘ v ∘ Sum.inr)
hsp : ⊤ ≤ Submodule.span R (Set.range v)
p : P
⊢ p ∈ Submodule.span R (Set.range (⇑g ∘ v ∘ Sum.inl))

Proof state:
case intro
R✝ : Type u_1
M✝ : Type u_2
K✝ : Type u_3
P✝ : Type u_4
inst✝¹³ : Ring R✝
inst✝¹² : AddCommGroup M✝
inst✝¹¹ : AddCommGroup K✝
inst✝¹⁰ : AddCommGroup P✝
inst✝⁹ : Module R✝ M✝
inst✝⁸ : Module R✝ K✝
inst✝⁷ : Module R✝ P✝
g✝ : M✝ →ₗ[R✝] P✝
s✝ : M✝ →ₗ[R✝] K✝
κ✝ : Type u_6
σ✝ : Type u_7
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
κ : Type u_6
σ : Type u_7
v : κ ⊕ σ → M
hg : Function.Surjective ⇑g
hslzero : ∀ (i : κ), s (v (Sum.inl i)) = 0
hli : LinearIndependent R (⇑s ∘ v ∘ Sum.inr)
hsp : ⊤ ≤ Submodule.span R (Set.range v)
c : κ ⊕ σ →₀ R
h : (c.sum fun i a => a • v i) ∈ LinearMap.ker s
this : (c.sum fun i a => a • v i) ∈ Submodule.span R (Set.range v)
⊢ g (c.sum fun i a => a • v i) ∈ Submodule.span R (Set.range (⇑g ∘ v ∘ Sum.inl))

Tactic:
simp only [LinearMap.mem_ker, Finsupp.sum, map_sum, map_smul,
  Finset.sum_sum_eq_sum_toLeft_add_sum_toRight, map_add, hslzero, smul_zero,
  Finset.sum_const_zero, zero_add] at h

Result:
case intro
R✝ : Type u_1
M✝ : Type u_2
K✝ : Type u_3
P✝ : Type u_4
inst✝¹³ : Ring R✝
inst✝¹² : AddCommGroup M✝
inst✝¹¹ : AddCommGroup K✝
inst✝¹⁰ : AddCommGroup P✝
inst✝⁹ : Module R✝ M✝
inst✝⁸ : Module R✝ K✝
inst✝⁷ : Module R✝ P✝
g✝ : M✝ →ₗ[R✝] P✝
s✝ : M✝ →ₗ[R✝] K✝
κ✝ : Type u_6
σ✝ : Type u_7
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
κ : Type u_6
σ : Type u_7
v : κ ⊕ σ → M
hg : Function.Surjective ⇑g
hslzero : ∀ (i : κ), s (v (Sum.inl i)) = 0
hli : LinearIndependent R (⇑s ∘ v ∘ Sum.inr)
hsp : ⊤ ≤ Submodule.span R (Set.range v)
c : κ ⊕ σ →₀ R
this : (c.sum fun i a => a • v i) ∈ Submodule.span R (Set.range v)
h : ∑ x ∈ c.support.toRight, c (Sum.inr x) • s (v (Sum.inr x)) = 0
⊢ g (c.sum fun i a => a • v i) ∈ Submodule.span R (Set.range (⇑g ∘ v ∘ Sum.inl))

Proof state:
R✝ : Type u_1
M✝ : Type u_2
K✝ : Type u_3
P✝ : Type u_4
inst✝¹³ : Ring R✝
inst✝¹² : AddCommGroup M✝
inst✝¹¹ : AddCommGroup K✝
inst✝¹⁰ : AddCommGroup P✝
inst✝⁹ : Module R✝ M✝
inst✝⁸ : Module R✝ K✝
inst✝⁷ : Module R✝ P✝
g✝ : M✝ →ₗ[R✝] P✝
s✝ : M✝ →ₗ[R✝] K✝
κ✝ : Type u_6
σ✝ : Type u_7
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
κ : Type u_6
σ : Type u_7
v : κ ⊕ σ → M
hg : Function.Surjective ⇑g
hslzero : ∀ (i : κ), s (v (Sum.inl i)) = 0
hli : LinearIndependent R (⇑s ∘ v ∘ Sum.inr)
hsp : ⊤ ≤ Submodule.span R (Set.range v)
m : M
h : m ∈ LinearMap.ker s
this : m ∈ Submodule.span R (Set.range v)
⊢ g m ∈ Submodule.span R (Set.range (⇑g ∘ v ∘ Sum.inl))

Tactic:
obtain ⟨c, rfl⟩ := Finsupp.mem_span_range_iff_exists_finsupp.mp this

Result:
case intro
R✝ : Type u_1
M✝ : Type u_2
K✝ : Type u_3
P✝ : Type u_4
inst✝¹³ : Ring R✝
inst✝¹² : AddCommGroup M✝
inst✝¹¹ : AddCommGroup K✝
inst✝¹⁰ : AddCommGroup P✝
inst✝⁹ : Module R✝ M✝
inst✝⁸ : Module R✝ K✝
inst✝⁷ : Module R✝ P✝
g✝ : M✝ →ₗ[R✝] P✝
s✝ : M✝ →ₗ[R✝] K✝
κ✝ : Type u_6
σ✝ : Type u_7
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
κ : Type u_6
σ : Type u_7
v : κ ⊕ σ → M
hg : Function.Surjective ⇑g
hslzero : ∀ (i : κ), s (v (Sum.inl i)) = 0
hli : LinearIndependent R (⇑s ∘ v ∘ Sum.inr)
hsp : ⊤ ≤ Submodule.span R (Set.range v)
c : κ ⊕ σ →₀ R
h : (c.sum fun i a => a • v i) ∈ LinearMap.ker s
this : (c.sum fun i a => a • v i) ∈ Submodule.span R (Set.range v)
⊢ g (c.sum fun i a => a • v i) ∈ Submodule.span R (Set.range (⇑g ∘ v ∘ Sum.inl))