-- Mathlib/LinearAlgebra/Basis/Exact.lean
lemma LinearIndependent.linearIndependent_of_exact_of_retraction
    (hainj : Function.Injective a) (hsa : ∀ i, s (v (a i)) = 0)
    (hli : LinearIndependent R v) :
    LinearIndependent R (g ∘ v ∘ a)

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
y : K
hy : f y ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a))
⊢ s (f y) = 0

Tactic:
revert hy

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
y : K
⊢ f y ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a)) → s (f y) = 0

Proof state:
case mem.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
y : K
x : M
i : κ
⊢ s ((v ∘ a) i) = 0

Tactic:
apply hsa

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
⊢ Disjoint (Submodule.span R (Set.range (v ∘ a))) (LinearMap.ker g)

Tactic:
rw [Submodule.disjoint_def, hfg.linearMap_ker_eq]

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
⊢ ∀ x ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a)), x ∈ LinearMap.range f → x = 0

Proof state:
case intro
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
y : K
hy : f y ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a))
⊢ f y = 0

Tactic:
have hz : s (f y) = 0 := by
  revert hy
  generalize f y = x
  intro hy
  induction hy using Submodule.span_induction with
  | mem m hm => obtain ⟨i, rfl⟩ := hm; apply hsa
  | zero => simp_all
  | add => simp_all
  | smul => simp_all

Result:
case intro
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
y : K
hy : f y ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a))
hz : s (f y) = 0
⊢ f y = 0

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
y : K
x : M
⊢ x ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a)) → s x = 0

Tactic:
intro hy

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
y : K
x : M
hy : x ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a))
⊢ s x = 0

Proof state:
case mem
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
y : K
x m : M
hm : m ∈ Set.range (v ∘ a)
⊢ s m = 0

Tactic:
obtain ⟨i, rfl⟩ := hm

Result:
case mem.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
y : K
x : M
i : κ
⊢ s ((v ∘ a) i) = 0

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
y : K
⊢ f y ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a)) → s (f y) = 0

Tactic:
generalize f y = x

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
K : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup K
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R K
inst✝ : Module R P
f : K →ₗ[R] M
g : M →ₗ[R] P
s : M →ₗ[R] K
hs : s ∘ₗ f = LinearMap.id
hfg : Function.Exact ⇑f ⇑g
ι : Type u_5
κ : Type u_6
v : ι → M
a : κ → ι
hainj : Function.Injective a
hsa : ∀ (i : κ), s (v (a i)) = 0
hli : LinearIndependent R v
y : K
x : M
⊢ x ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a)) → s x = 0