-- Mathlib/Algebra/Lie/Weights/Basic.lean
theorem exists_genWeightSpace_le_ker_of_isNoetherian [IsNoetherian R M] (χ : L → R) (x : L) :
    ∃ k : ℕ,
      genWeightSpace M χ ≤ LinearMap.ker ((toEnd R L M x - algebraMap R _ (χ x)) ^ k)

Proof state:
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : LieRingModule L M
inst✝² : LieModule R L M
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝ : IsNoetherian R M
χ : L → R
x : L
⊢ ∃ k, ↑(genWeightSpace M χ) ≤ LinearMap.ker (((toEnd R L M) x - (algebraMap R (Module.End R M)) (χ x)) ^ k)

Tactic:
use (toEnd R L M x).maxGenEigenspaceIndex (χ x)

Result:
case h
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : LieRingModule L M
inst✝² : LieModule R L M
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝ : IsNoetherian R M
χ : L → R
x : L
⊢ ↑(genWeightSpace M χ) ≤
    LinearMap.ker
      (((toEnd R L M) x - (algebraMap R (Module.End R M)) (χ x)) ^ ((toEnd R L M) x).maxGenEigenspaceIndex (χ x))

Proof state:
case h
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : LieRingModule L M
inst✝² : LieModule R L M
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝ : IsNoetherian R M
χ : L → R
x : L
⊢ ↑(genWeightSpace M χ) ≤
    LinearMap.ker
      (((toEnd R L M) x - (algebraMap R (Module.End R M)) (χ x)) ^ ((toEnd R L M) x).maxGenEigenspaceIndex (χ x))

Tactic:
intro m hm

Result:
case h
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : LieRingModule L M
inst✝² : LieModule R L M
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝ : IsNoetherian R M
χ : L → R
x : L
m : M
hm : m ∈ ↑(genWeightSpace M χ)
⊢ m ∈
    LinearMap.ker
      (((toEnd R L M) x - (algebraMap R (Module.End R M)) (χ x)) ^ ((toEnd R L M) x).maxGenEigenspaceIndex (χ x))

Proof state:
case h
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : LieRingModule L M
inst✝² : LieModule R L M
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝ : IsNoetherian R M
χ : L → R
x : L
m : M
hm : m ∈ ↑(genWeightSpace M χ)
⊢ m ∈
    LinearMap.ker
      (((toEnd R L M) x - (algebraMap R (Module.End R M)) (χ x)) ^ ((toEnd R L M) x).maxGenEigenspaceIndex (χ x))

Tactic:
replace hm : m ∈ (toEnd R L M x).maxGenEigenspace (χ x) :=
  genWeightSpace_le_genWeightSpaceOf M x χ hm

Result:
case h
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : LieRingModule L M
inst✝² : LieModule R L M
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝ : IsNoetherian R M
χ : L → R
x : L
m : M
hm : m ∈ ((toEnd R L M) x).maxGenEigenspace (χ x)
⊢ m ∈
    LinearMap.ker
      (((toEnd R L M) x - (algebraMap R (Module.End R M)) (χ x)) ^ ((toEnd R L M) x).maxGenEigenspaceIndex (χ x))

Proof state:
case h
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : LieRingModule L M
inst✝² : LieModule R L M
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝ : IsNoetherian R M
χ : L → R
x : L
m : M
hm : m ∈ ((toEnd R L M) x).maxGenEigenspace (χ x)
⊢ m ∈
    LinearMap.ker
      (((toEnd R L M) x - (algebraMap R (Module.End R M)) (χ x)) ^ ((toEnd R L M) x).maxGenEigenspaceIndex (χ x))

Tactic:
rwa [Module.End.maxGenEigenspace_eq, Module.End.genEigenspace_nat] at hm

Result:
no goals