-- Mathlib/FieldTheory/PurelyInseparable/Basic.lean
theorem IsPurelyInseparable.tower_top [Algebra E K] [IsScalarTower F E K]
    [h : IsPurelyInseparable F K] : IsPurelyInseparable E K

Proof state:
case intro.intro.intro
F : Type u
E : Type v
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
K : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
inst✝¹ : Algebra E K
inst✝ : IsScalarTower F E K
q : ℕ
h✝¹ : ∀ (x : K), ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap F K).range
h✝ : ExpChar F q
this : ExpChar E q
x : K
n : ℕ
y : F
h : (algebraMap F K) y = x ^ q ^ n
⊢ ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap E K).range

Tactic:
exact ⟨n, (algebraMap F E) y, h.symm ▸ (IsScalarTower.algebraMap_apply F E K y).symm⟩

Result:
no goals

Proof state:
case intro
F : Type u
E : Type v
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
K : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
inst✝¹ : Algebra E K
inst✝ : IsScalarTower F E K
h : IsPurelyInseparable F K
q : ℕ
h✝ : ExpChar F q
⊢ IsPurelyInseparable E K

Tactic:
haveI := expChar_of_injective_algebraMap (algebraMap F E).injective q

Result:
case intro
F : Type u
E : Type v
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
K : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
inst✝¹ : Algebra E K
inst✝ : IsScalarTower F E K
h : IsPurelyInseparable F K
q : ℕ
h✝ : ExpChar F q
this : ExpChar E q
⊢ IsPurelyInseparable E K

Proof state:
case intro
F : Type u
E : Type v
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
K : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
inst✝¹ : Algebra E K
inst✝ : IsScalarTower F E K
h : IsPurelyInseparable F K
q : ℕ
h✝ : ExpChar F q
this : ExpChar E q
⊢ IsPurelyInseparable E K

Tactic:
rw [isPurelyInseparable_iff_pow_mem _ q] at h ⊢

Result:
case intro
F : Type u
E : Type v
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
K : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
inst✝¹ : Algebra E K
inst✝ : IsScalarTower F E K
q : ℕ
h : ∀ (x : K), ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap F K).range
h✝ : ExpChar F q
this : ExpChar E q
⊢ ∀ (x : K), ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap E K).range

Proof state:
F : Type u
E : Type v
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
K : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
inst✝¹ : Algebra E K
inst✝ : IsScalarTower F E K
h : IsPurelyInseparable F K
⊢ IsPurelyInseparable E K

Tactic:
obtain ⟨q, _⟩ := ExpChar.exists F

Result:
case intro
F : Type u
E : Type v
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
K : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
inst✝¹ : Algebra E K
inst✝ : IsScalarTower F E K
h : IsPurelyInseparable F K
q : ℕ
h✝ : ExpChar F q
⊢ IsPurelyInseparable E K

Proof state:
case intro
F : Type u
E : Type v
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
K : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
inst✝¹ : Algebra E K
inst✝ : IsScalarTower F E K
q : ℕ
h : ∀ (x : K), ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap F K).range
h✝ : ExpChar F q
this : ExpChar E q
x : K
⊢ ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap E K).range

Tactic:
obtain ⟨n, y, h⟩ := h x

Result:
case intro.intro.intro
F : Type u
E : Type v
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
K : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
inst✝¹ : Algebra E K
inst✝ : IsScalarTower F E K
q : ℕ
h✝¹ : ∀ (x : K), ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap F K).range
h✝ : ExpChar F q
this : ExpChar E q
x : K
n : ℕ
y : F
h : (algebraMap F K) y = x ^ q ^ n
⊢ ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap E K).range

Proof state:
case intro
F : Type u
E : Type v
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
K : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
inst✝¹ : Algebra E K
inst✝ : IsScalarTower F E K
q : ℕ
h : ∀ (x : K), ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap F K).range
h✝ : ExpChar F q
this : ExpChar E q
⊢ ∀ (x : K), ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap E K).range

Tactic:
intro x

Result:
case intro
F : Type u
E : Type v
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
K : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
inst✝¹ : Algebra E K
inst✝ : IsScalarTower F E K
q : ℕ
h : ∀ (x : K), ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap F K).range
h✝ : ExpChar F q
this : ExpChar E q
x : K
⊢ ∃ n, x ^ q ^ n ∈ (algebraMap E K).range