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/-- A family of orthogonal idempotents lift along nil ideals. -/
lemma OrthogonalIdempotents.lift_of_isNilpotent_ker [Finite I]
    (h : ∀ x ∈ RingHom.ker f, IsNilpotent x)
    {e : I → S} (he : OrthogonalIdempotents e) (he' : ∀ i, e i ∈ f.range) :
    ∃ e' : I → R, OrthogonalIdempotents e' ∧ f ∘ e' = e

Proof state:
case h
R : Type u_1
S : Type u_2
inst✝² : Ring R
inst✝¹ : Ring S
f : R →+* S
I : Type u_3
inst✝ : Finite I
h : ∀ x ∈ RingHom.ker f, IsNilpotent x
e : I → S
he : OrthogonalIdempotents e
he' : ∀ (i : I), e i ∈ f.range
val✝ : Fintype I
e' : Fin (Fintype.card I) → R
h₁ : OrthogonalIdempotents e'
h₂ : ⇑f ∘ e' = e ∘ ⇑(Fintype.equivFin I).symm.toEmbedding
x : I
⊢ (⇑f ∘ e' ∘ ⇑(Fintype.equivFin I).toEmbedding) x = e x

Tactic:
simpa using congr_fun h₂ (Fintype.equivFin I x)

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro
R : Type u_1
S : Type u_2
inst✝² : Ring R
inst✝¹ : Ring S
f : R →+* S
I : Type u_3
inst✝ : Finite I
h : ∀ x ∈ RingHom.ker f, IsNilpotent x
e : I → S
he : OrthogonalIdempotents e
he' : ∀ (i : I), e i ∈ f.range
val✝ : Fintype I
e' : Fin (Fintype.card I) → R
h₁ : OrthogonalIdempotents e'
h₂ : ⇑f ∘ e' = e ∘ ⇑(Fintype.equivFin I).symm.toEmbedding
⊢ ∃ e', OrthogonalIdempotents e' ∧ ⇑f ∘ e' = e

Tactic:
refine ⟨_, h₁.embedding (Fintype.equivFin I).toEmbedding,
  by ext x; simpa using congr_fun h₂ (Fintype.equivFin I x)⟩

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
S : Type u_2
inst✝² : Ring R
inst✝¹ : Ring S
f : R →+* S
I : Type u_3
inst✝ : Finite I
h : ∀ x ∈ RingHom.ker f, IsNilpotent x
e : I → S
he : OrthogonalIdempotents e
he' : ∀ (i : I), e i ∈ f.range
⊢ ∃ e', OrthogonalIdempotents e' ∧ ⇑f ∘ e' = e

Tactic:
cases nonempty_fintype I

Result:
case intro
R : Type u_1
S : Type u_2
inst✝² : Ring R
inst✝¹ : Ring S
f : R →+* S
I : Type u_3
inst✝ : Finite I
h : ∀ x ∈ RingHom.ker f, IsNilpotent x
e : I → S
he : OrthogonalIdempotents e
he' : ∀ (i : I), e i ∈ f.range
val✝ : Fintype I
⊢ ∃ e', OrthogonalIdempotents e' ∧ ⇑f ∘ e' = e

Proof state:
case intro
R : Type u_1
S : Type u_2
inst✝² : Ring R
inst✝¹ : Ring S
f : R →+* S
I : Type u_3
inst✝ : Finite I
h : ∀ x ∈ RingHom.ker f, IsNilpotent x
e : I → S
he : OrthogonalIdempotents e
he' : ∀ (i : I), e i ∈ f.range
val✝ : Fintype I
⊢ ∃ e', OrthogonalIdempotents e' ∧ ⇑f ∘ e' = e

Tactic:
obtain ⟨e', h₁, h₂⟩ := lift_of_isNilpotent_ker_aux f h
  (he.embedding (Fintype.equivFin I).symm.toEmbedding) (fun _ ↦ he' _)

Result:
case intro.intro.intro
R : Type u_1
S : Type u_2
inst✝² : Ring R
inst✝¹ : Ring S
f : R →+* S
I : Type u_3
inst✝ : Finite I
h : ∀ x ∈ RingHom.ker f, IsNilpotent x
e : I → S
he : OrthogonalIdempotents e
he' : ∀ (i : I), e i ∈ f.range
val✝ : Fintype I
e' : Fin (Fintype.card I) → R
h₁ : OrthogonalIdempotents e'
h₂ : ⇑f ∘ e' = e ∘ ⇑(Fintype.equivFin I).symm.toEmbedding
⊢ ∃ e', OrthogonalIdempotents e' ∧ ⇑f ∘ e' = e

Proof state:
R : Type u_1
S : Type u_2
inst✝² : Ring R
inst✝¹ : Ring S
f : R →+* S
I : Type u_3
inst✝ : Finite I
h : ∀ x ∈ RingHom.ker f, IsNilpotent x
e : I → S
he : OrthogonalIdempotents e
he' : ∀ (i : I), e i ∈ f.range
val✝ : Fintype I
e' : Fin (Fintype.card I) → R
h₁ : OrthogonalIdempotents e'
h₂ : ⇑f ∘ e' = e ∘ ⇑(Fintype.equivFin I).symm.toEmbedding
⊢ ⇑f ∘ e' ∘ ⇑(Fintype.equivFin I).toEmbedding = e

Tactic:
ext x

Result:
case h
R : Type u_1
S : Type u_2
inst✝² : Ring R
inst✝¹ : Ring S
f : R →+* S
I : Type u_3
inst✝ : Finite I
h : ∀ x ∈ RingHom.ker f, IsNilpotent x
e : I → S
he : OrthogonalIdempotents e
he' : ∀ (i : I), e i ∈ f.range
val✝ : Fintype I
e' : Fin (Fintype.card I) → R
h₁ : OrthogonalIdempotents e'
h₂ : ⇑f ∘ e' = e ∘ ⇑(Fintype.equivFin I).symm.toEmbedding
x : I
⊢ (⇑f ∘ e' ∘ ⇑(Fintype.equivFin I).toEmbedding) x = e x