-- Mathlib/RingTheory/Filtration.lean
theorem Stable.exists_pow_smul_eq (h : F.Stable) : ∃ n₀, ∀ k, F.N (n₀ + k) = I ^ k • F.N n₀

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
h : F.Stable
⊢ ∃ n₀, ∀ (k : ℕ), F.N (n₀ + k) = I ^ k • F.N n₀

Tactic:
obtain ⟨n₀, hn⟩ := h

Result:
case intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
⊢ ∃ n₀, ∀ (k : ℕ), F.N (n₀ + k) = I ^ k • F.N n₀

Proof state:
case h.succ.a
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
n✝ : ℕ
ih : F.N (n₀ + n✝) = I ^ n✝ • F.N n₀
⊢ n₀ + n✝ ≥ n₀

Tactic:
omega

Result:
no goals

Proof state:
case h.zero
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
⊢ F.N (n₀ + 0) = I ^ 0 • F.N n₀

Tactic:
simp

Result:
no goals

Proof state:
case h
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
k : ℕ
⊢ F.N (n₀ + k) = I ^ k • F.N n₀

Tactic:
induction' k with _ ih

Result:
case h.zero
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
⊢ F.N (n₀ + 0) = I ^ 0 • F.N n₀

case h.succ
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
n✝ : ℕ
ih : F.N (n₀ + n✝) = I ^ n✝ • F.N n₀
⊢ F.N (n₀ + (n✝ + 1)) = I ^ (n✝ + 1) • F.N n₀

Proof state:
case h.succ
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
n✝ : ℕ
ih : F.N (n₀ + n✝) = I ^ n✝ • F.N n₀
⊢ F.N (n₀ + (n✝ + 1)) = I ^ (n✝ + 1) • F.N n₀

Tactic:
rw [← add_assoc, ← hn, ih, add_comm, pow_add, mul_smul, pow_one]

Result:
case h.succ.a
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
n✝ : ℕ
ih : F.N (n₀ + n✝) = I ^ n✝ • F.N n₀
⊢ n₀ + n✝ ≥ n₀

Proof state:
case h
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
⊢ ∀ (k : ℕ), F.N (n₀ + k) = I ^ k • F.N n₀

Tactic:
intro k

Result:
case h
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
k : ℕ
⊢ F.N (n₀ + k) = I ^ k • F.N n₀

Proof state:
case intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
⊢ ∃ n₀, ∀ (k : ℕ), F.N (n₀ + k) = I ^ k • F.N n₀

Tactic:
use n₀

Result:
case h
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
I : Ideal R
F : I.Filtration M
n₀ : ℕ
hn : ∀ n ≥ n₀, I • F.N n = F.N (n + 1)
⊢ ∀ (k : ℕ), F.N (n₀ + k) = I ^ k • F.N n₀