-- Mathlib/NumberTheory/FLT/Polynomial.lean
theorem fermatLastTheoremWith'_polynomial {n : ℕ} (hn : 3 ≤ n) (chn : (n : k) ≠ 0) :
    FermatLastTheoremWith' k[X] n

Proof state:
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c : k[X]
ha : a ≠ 0
hb : b ≠ 0
hc : c ≠ 0
a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
heq : d ^ n * (a' ^ n + b' ^ n) = c ^ n
eq_a : a = d * a'
eq_b : b = d * b'
hd : d ≠ 0
⊢ d ∣ c

Tactic:
have hn : 0 < n := by omega

Result:
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn✝ : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c : k[X]
ha : a ≠ 0
hb : b ≠ 0
hc : c ≠ 0
a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
heq : d ^ n * (a' ^ n + b' ^ n) = c ^ n
eq_a : a = d * a'
eq_b : b = d * b'
hd : d ≠ 0
hn : 0 < n
⊢ d ∣ c

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
ca' : k
ha' : C ca' = a'
cb' : k
hb' : C cb' = b'
cc' : k
hc' : C cc' = c'
⊢ IsUnit a' ∧ IsUnit b' ∧ IsUnit c'

Tactic:
rw [← ha', ← hb', ← hc']

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
ca' : k
ha' : C ca' = a'
cb' : k
hb' : C cb' = b'
cc' : k
hc' : C cc' = c'
⊢ IsUnit (C ca') ∧ IsUnit (C cb') ∧ IsUnit (C cc')

Proof state:
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
goal : (∃ x, C x = a') ∧ (∃ x, C x = b') ∧ ∃ x, C x = c'
⊢ IsUnit a' ∧ IsUnit b' ∧ IsUnit c'

Tactic:
obtain ⟨⟨ca', ha'⟩, ⟨cb', hb'⟩, ⟨cc', hc'⟩⟩ := goal

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
ca' : k
ha' : C ca' = a'
cb' : k
hb' : C cb' = b'
cc' : k
hc' : C cc' = c'
⊢ IsUnit a' ∧ IsUnit b' ∧ IsUnit c'

Proof state:
case intro.intro.intro
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c : k[X]
ha : a ≠ 0
hb : b ≠ 0
hc : c ≠ 0
a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
heq : d ^ n * (a' ^ n + b' ^ n) = c ^ n
eq_a : a = d * a'
eq_b : b = d * b'
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
eq_c : c = d * c'
⊢ ∃ d a' b' c', (a = a' * d ∧ b = b' * d ∧ c = c' * d) ∧ IsUnit a' ∧ IsUnit b' ∧ IsUnit c'

Tactic:
rw [eq_a, mul_ne_zero_iff] at ha

Result:
case intro.intro.intro
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c : k[X]
hb : b ≠ 0
hc : c ≠ 0
a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
heq : d ^ n * (a' ^ n + b' ^ n) = c ^ n
eq_a : a = d * a'
eq_b : b = d * b'
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
eq_c : c = d * c'
⊢ ∃ d a' b' c', (a = a' * d ∧ b = b' * d ∧ c = c' * d) ∧ IsUnit a' ∧ IsUnit b' ∧ IsUnit c'

Proof state:
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn✝ : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c : k[X]
ha : a ≠ 0
hb : b ≠ 0
hc : c ≠ 0
a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
heq : d ^ n * (a' ^ n + b' ^ n) = c ^ n
eq_a : a = d * a'
eq_b : b = d * b'
hd : d ≠ 0
hn : 0 < n
hdncn : d ^ n ∣ c ^ n
⊢ normalizedFactors d ≤ normalizedFactors c

Tactic:
rw [dvd_iff_normalizedFactors_le_normalizedFactors
      (pow_ne_zero n hd) (pow_ne_zero n hc),
    normalizedFactors_pow, normalizedFactors_pow] at hdncn

Result:
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn✝ : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c : k[X]
ha : a ≠ 0
hb : b ≠ 0
hc : c ≠ 0
a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
heq : d ^ n * (a' ^ n + b' ^ n) = c ^ n
eq_a : a = d * a'
eq_b : b = d * b'
hd : d ≠ 0
hn : 0 < n
hdncn : n • normalizedFactors d ≤ n • normalizedFactors c
⊢ normalizedFactors d ≤ normalizedFactors c

Proof state:
case convert_6
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
⊢ b ≠ 0

Tactic:
rw [eq_b]

Result:
case convert_6
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
⊢ b' * d ≠ 0

Proof state:
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn✝ : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c : k[X]
ha : a ≠ 0
hb : b ≠ 0
hc : c ≠ 0
a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
heq : d ^ n * (a' ^ n + b' ^ n) = c ^ n
eq_a : a = d * a'
eq_b : b = d * b'
hd : d ≠ 0
hn : 0 < n
hdncn : n • normalizedFactors d ≤ n • normalizedFactors c
⊢ normalizedFactors d ≤ normalizedFactors c

Tactic:
simp_rw [Multiset.le_iff_count, Multiset.count_nsmul,
  mul_le_mul_left hn] at hdncn ⊢

Result:
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn✝ : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c : k[X]
ha : a ≠ 0
hb : b ≠ 0
hc : c ≠ 0
a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
heq : d ^ n * (a' ^ n + b' ^ n) = c ^ n
eq_a : a = d * a'
eq_b : b = d * b'
hd : d ≠ 0
hn : 0 < n
hdncn : ∀ (a : k[X]), Multiset.count a (normalizedFactors d) ≤ Multiset.count a (normalizedFactors c)
⊢ ∀ (a : k[X]), Multiset.count a (normalizedFactors d) ≤ Multiset.count a (normalizedFactors c)

Proof state:
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
⊢ IsCoprime a' b'

Tactic:
convert isCoprime_div_gcd_div_gcd _

Result:
case h.e'_3
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
⊢ a' = ?convert_4 / gcd ?convert_4 ?convert_5

case h.e'_4
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
⊢ b' = ?convert_5 / gcd ?convert_4 ?convert_5

case convert_3
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
⊢ GCDMonoid k[X]

case convert_4
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
⊢ k[X]

case convert_5
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
⊢ k[X]

case convert_6
k : Type u_1
inst✝ : Field k
n : ℕ
hn : 3 ≤ n
chn : ↑n ≠ 0
a b c a' b' : k[X]
d : k[X] := gcd a b
hb : d ≠ 0 ∧ b' ≠ 0
ha : d ≠ 0 ∧ a' ≠ 0
eq_a : a = a' * d
eq_b : b = b' * d
hd : d ≠ 0
c' : k[X]
heq : a' ^ n + b' ^ n = c' ^ n
hc : d ≠ 0 ∧ c' ≠ 0
eq_c : c = c' * d
⊢ ?convert_5 ≠ 0