-- Mathlib/FieldTheory/IntermediateField/Adjoin/Defs.lean
theorem adjoin_induction {s : Set E} {p : ∀ x ∈ adjoin F s, Prop}
    (mem : ∀ x hx, p x (subset_adjoin _ _ hx))
    (algebraMap : ∀ x, p (algebraMap F E x) (algebraMap_mem _ _))
    (add : ∀ x y hx hy, p x hx → p y hy → p (x + y) (add_mem hx hy))
    (inv : ∀ x hx, p x hx → p x⁻¹ (inv_mem hx))
    (mul : ∀ x y hx hy, p x hx → p y hy → p (x * y) (mul_mem hx hy))
    {x} (h : x ∈ adjoin F s) : p x h :=
  Subfield.closure_induction
    (fun x hx ↦ Or.casesOn hx (fun ⟨x, hx⟩ ↦ hx ▸ algebraMap x) (mem x))
    (by simp_rw [← (_root_.algebraMap F E).map_one]; exact algebraMap 1) add
    (fun x _ h ↦ by
      simp_rw [← neg_one_smul F x, Algebra.smul_def]; exact mul _ _ _ _ (algebraMap _) h) inv mul h

Proof state:
F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
s : Set E
p : (x : E) → x ∈ adjoin F s → Prop
mem : ∀ (x : E) (hx : x ∈ s), p x ⋯
algebraMap : ∀ (x : F), p ((_root_.algebraMap F E) x) ⋯
add : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x + y) ⋯
inv : ∀ (x : E) (hx : x ∈ adjoin F s), p x hx → p x⁻¹ ⋯
mul : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x * y) ⋯
x✝¹ : E
h✝ : x✝¹ ∈ adjoin F s
x : E
x✝ : x ∈ Subfield.closure (Set.range ⇑(_root_.algebraMap F E) ∪ s)
h : p x x✝
⊢ p ((_root_.algebraMap F E) (-1) * x) ⋯

Tactic:
exact mul _ _ _ _ (algebraMap _) h

Result:
no goals

Proof state:
F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
s : Set E
p : (x : E) → x ∈ adjoin F s → Prop
mem : ∀ (x : E) (hx : x ∈ s), p x ⋯
algebraMap : ∀ (x : F), p ((_root_.algebraMap F E) x) ⋯
add : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x + y) ⋯
inv : ∀ (x : E) (hx : x ∈ adjoin F s), p x hx → p x⁻¹ ⋯
mul : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x * y) ⋯
x✝¹ : E
h✝ : x✝¹ ∈ adjoin F s
x : E
x✝ : x ∈ Subfield.closure (Set.range ⇑(_root_.algebraMap F E) ∪ s)
h : p x x✝
⊢ p (-x) ⋯

Tactic:
simp_rw [← neg_one_smul F x, Algebra.smul_def]

Result:
F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
s : Set E
p : (x : E) → x ∈ adjoin F s → Prop
mem : ∀ (x : E) (hx : x ∈ s), p x ⋯
algebraMap : ∀ (x : F), p ((_root_.algebraMap F E) x) ⋯
add : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x + y) ⋯
inv : ∀ (x : E) (hx : x ∈ adjoin F s), p x hx → p x⁻¹ ⋯
mul : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x * y) ⋯
x✝¹ : E
h✝ : x✝¹ ∈ adjoin F s
x : E
x✝ : x ∈ Subfield.closure (Set.range ⇑(_root_.algebraMap F E) ∪ s)
h : p x x✝
⊢ p ((_root_.algebraMap F E) (-1) * x) ⋯

Proof state:
F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
s : Set E
p : (x : E) → x ∈ adjoin F s → Prop
mem : ∀ (x : E) (hx : x ∈ s), p x ⋯
algebraMap : ∀ (x : F), p ((_root_.algebraMap F E) x) ⋯
add : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x + y) ⋯
inv : ∀ (x : E) (hx : x ∈ adjoin F s), p x hx → p x⁻¹ ⋯
mul : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x * y) ⋯
x : E
h : x ∈ adjoin F s
⊢ p 1 ⋯

Tactic:
simp_rw [← (_root_.algebraMap F E).map_one]

Result:
F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
s : Set E
p : (x : E) → x ∈ adjoin F s → Prop
mem : ∀ (x : E) (hx : x ∈ s), p x ⋯
algebraMap : ∀ (x : F), p ((_root_.algebraMap F E) x) ⋯
add : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x + y) ⋯
inv : ∀ (x : E) (hx : x ∈ adjoin F s), p x hx → p x⁻¹ ⋯
mul : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x * y) ⋯
x : E
h : x ∈ adjoin F s
⊢ p ((_root_.algebraMap F E) 1) ⋯

Proof state:
F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
s : Set E
p : (x : E) → x ∈ adjoin F s → Prop
mem : ∀ (x : E) (hx : x ∈ s), p x ⋯
algebraMap : ∀ (x : F), p ((_root_.algebraMap F E) x) ⋯
add : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x + y) ⋯
inv : ∀ (x : E) (hx : x ∈ adjoin F s), p x hx → p x⁻¹ ⋯
mul : ∀ (x y : E) (hx : x ∈ adjoin F s) (hy : y ∈ adjoin F s), p x hx → p y hy → p (x * y) ⋯
x : E
h : x ∈ adjoin F s
⊢ p ((_root_.algebraMap F E) 1) ⋯

Tactic:
exact algebraMap 1

Result:
no goals