-- 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:
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
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
hs : (s ∘ₗ f) y = LinearMap.id y
⊢ f y = 0

Tactic:
simp only [LinearMap.coe_comp, Function.comp_apply, LinearMap.id_coe, id_eq] at hs

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
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
hs : s (f y) = y
⊢ f y = 0

Proof state:
case add
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 x✝ y✝ : M
hx✝ : x✝ ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a))
hy✝ : y✝ ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a))
a✝¹ : s x✝ = 0
a✝ : s y✝ = 0
⊢ s (x✝ + y✝) = 0

Tactic:
simp_all

Result:
no goals

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
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
hs : s (f y) = y
⊢ f y = 0

Tactic:
rw [← hs, hz, map_zero]

Result:
no goals

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))
hz : s (f y) = 0
⊢ f y = 0

Tactic:
replace hs := DFunLike.congr_fun hs y

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
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
hs : (s ∘ₗ f) y = LinearMap.id y
⊢ 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
⊢ LinearIndependent R (⇑g ∘ v ∘ a)

Tactic:
apply (LinearIndependent.comp hli a hainj).map

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
⊢ Disjoint (Submodule.span R (Set.range (v ∘ a))) (LinearMap.ker g)

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
⊢ ∀ x ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a)), x ∈ LinearMap.range f → x = 0

Tactic:
rintro - hy ⟨y, rfl⟩

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))
⊢ 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
hy : x ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a))
⊢ s x = 0

Tactic:
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:
no goals

Proof state:
case zero
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
⊢ s 0 = 0

Tactic:
simp_all

Result:
no goals

Proof state:
case smul
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
a✝¹ : R
x✝ : M
hx✝ : x✝ ∈ Submodule.span R (Set.range (v ∘ a))
a✝ : s x✝ = 0
⊢ s (a✝¹ • x✝) = 0

Tactic:
simp_all

Result:
no goals