-- Mathlib/FieldTheory/Minpoly/Basic.lean
theorem irreducible (hx : IsIntegral A x) : Irreducible (minpoly A x)

Proof state:
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
⊢ False

Tactic:
have heval := congr_arg (Polynomial.aeval x) he

Result:
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
heval : (Polynomial.aeval x) (f * g) = (Polynomial.aeval x) (minpoly A x)
⊢ False

Proof state:
case inl
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
heval : (Polynomial.aeval x) f = 0
⊢ False

Tactic:
exact aeval_ne_zero_of_dvdNotUnit_minpoly hx hf ⟨hf.ne_zero, g, h.2, he.symm⟩ heval

Result:
no goals

Proof state:
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
⊢ Irreducible (minpoly A x)

Tactic:
refine (irreducible_of_monic (monic hx) <| ne_one A x).2 fun f g hf hg he => ?_

Result:
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
⊢ f = 1 ∨ g = 1

Proof state:
case inr
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
heval : (Polynomial.aeval x) g = 0
⊢ False

Tactic:
refine aeval_ne_zero_of_dvdNotUnit_minpoly hx hg ⟨hg.ne_zero, f, h.1, ?_⟩ heval

Result:
case inr
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
heval : (Polynomial.aeval x) g = 0
⊢ minpoly A x = g * f

Proof state:
case inr
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
heval : (Polynomial.aeval x) g = 0
⊢ minpoly A x = g * f

Tactic:
rw [mul_comm, he]

Result:
no goals

Proof state:
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
heval : (Polynomial.aeval x) f = 0 ∨ (Polynomial.aeval x) g = 0
⊢ False

Tactic:
rcases heval with heval | heval

Result:
case inl
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
heval : (Polynomial.aeval x) f = 0
⊢ False

case inr
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
heval : (Polynomial.aeval x) g = 0
⊢ False

Proof state:
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
⊢ IsUnit f ∨ IsUnit g

Tactic:
by_contra! h

Result:
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
⊢ False

Proof state:
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
heval : (Polynomial.aeval x) (f * g) = (Polynomial.aeval x) (minpoly A x)
⊢ False

Tactic:
rw [aeval A x, aeval_mul, mul_eq_zero] at heval

Result:
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
h : ¬IsUnit f ∧ ¬IsUnit g
heval : (Polynomial.aeval x) f = 0 ∨ (Polynomial.aeval x) g = 0
⊢ False

Proof state:
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
⊢ f = 1 ∨ g = 1

Tactic:
rw [← hf.isUnit_iff, ← hg.isUnit_iff]

Result:
A : Type u_1
B : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Ring B
inst✝² : Algebra A B
x : B
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsDomain B
hx : IsIntegral A x
f g : A[X]
hf : f.Monic
hg : g.Monic
he : f * g = minpoly A x
⊢ IsUnit f ∨ IsUnit g