-- Mathlib/Algebra/Polynomial/Inductions.lean
theorem natDegree_ne_zero_induction_on {M : R[X] → Prop} {f : R[X]} (f0 : f.natDegree ≠ 0)
    (h_C_add : ∀ {a p}, M p → M (C a + p)) (h_add : ∀ {p q}, M p → M q → M (p + q))
    (h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M (monomial n a)) : M f

Proof state:
case refine_2.inr.inl
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : M p
hq : q.natDegree = 0
⊢ M (C (q.coeff 0) + p)

Tactic:
exact h_C_add hp

Result:
no goals

Proof state:
case refine_2.inr.inl
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : M p
hq : q.natDegree = 0
⊢ (p + q).natDegree = 0 ∨ M (p + q)

Tactic:
refine Or.inr ?_

Result:
case refine_2.inr.inl
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : M p
hq : q.natDegree = 0
⊢ M (p + q)

Proof state:
case refine_2
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
⊢ ∀ (p q : R[X]), p.natDegree = 0 ∨ M p → q.natDegree = 0 ∨ M q → (p + q).natDegree = 0 ∨ M (p + q)

Tactic:
rintro p q (hp | hp) (hq | hq)

Result:
case refine_2.inl.inl
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : p.natDegree = 0
hq : q.natDegree = 0
⊢ (p + q).natDegree = 0 ∨ M (p + q)

case refine_2.inl.inr
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : p.natDegree = 0
hq : M q
⊢ (p + q).natDegree = 0 ∨ M (p + q)

case refine_2.inr.inl
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : M p
hq : q.natDegree = 0
⊢ (p + q).natDegree = 0 ∨ M (p + q)

case refine_2.inr.inr
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : M p
hq : M q
⊢ (p + q).natDegree = 0 ∨ M (p + q)

Proof state:
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
⊢ f.natDegree = 0 ∨ M f

Tactic:
refine Polynomial.induction_on f ?_ ?_ ?_

Result:
case refine_1
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
⊢ ∀ (a : R), (C a).natDegree = 0 ∨ M (C a)

case refine_2
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
⊢ ∀ (p q : R[X]), p.natDegree = 0 ∨ M p → q.natDegree = 0 ∨ M q → (p + q).natDegree = 0 ∨ M (p + q)

case refine_3
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
⊢ ∀ (n : ℕ) (a : R),
    (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n) → (C a * X ^ (n + 1)).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ (n + 1))

Proof state:
case refine_2.inr.inr
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : M p
hq : M q
⊢ (p + q).natDegree = 0 ∨ M (p + q)

Tactic:
exact Or.inr (h_add hp hq)

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
⊢ M f

Tactic:
suffices f.natDegree = 0 ∨ M f from Or.recOn this (fun h => (f0 h).elim) id

Result:
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
⊢ f.natDegree = 0 ∨ M f

Proof state:
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
n : ℕ
a : R
a✝ : (C a * X ^ n).natDegree = 0 ∨ M (C a * X ^ n)
a0 : a = 0
⊢ (C a * X ^ (n + 1)).natDegree = 0

Tactic:
rw [a0, C_0, zero_mul, natDegree_zero]

Result:
no goals

Proof state:
case refine_2.inl.inr
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : p.natDegree = 0
hq : M q
⊢ (p + q).natDegree = 0 ∨ M (p + q)

Tactic:
refine Or.inr ?_

Result:
case refine_2.inl.inr
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
p q : R[X]
hp : p.natDegree = 0
hq : M q
⊢ M (p + q)

Proof state:
case refine_1
R : Type u
inst✝ : Semiring R
M : R[X] → Prop
f : R[X]
f0 : f.natDegree ≠ 0
h_C_add : ∀ {a : R} {p : R[X]}, M p → M (C a + p)
h_add : ∀ {p q : R[X]}, M p → M q → M (p + q)
h_monomial : ∀ {n : ℕ} {a : R}, a ≠ 0 → n ≠ 0 → M ((monomial n) a)
⊢ ∀ (a : R), (C a).natDegree = 0 ∨ M (C a)

Tactic:
exact fun a => Or.inl (natDegree_C _)

Result:
no goals