-- Mathlib/Algebra/Module/Submodule/Pointwise.lean
lemma smul_inductionOn_pointwise [SMulCommClass S R M] {a : S} {p : (x : M) → x ∈ a • N → Prop}
    (smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (a • s) (Submodule.smul_mem_pointwise_smul _ _ _ hs))
    (smul₁ : ∀ (r : R) (m : M) (mem : m ∈ a • N), p m mem → p (r • m) (Submodule.smul_mem _ _ mem))
    (add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ a • N) (hy : y ∈ a • N),
      p x hx → p y hy → p (x + y) (Submodule.add_mem _ hx hy))
    (zero : p 0 (Submodule.zero_mem _)) {x : M} (hx : x ∈ a • N) :
    p x hx

Proof state:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
a : S
p : (x : M) → x ∈ a • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (a • s) ⋯
x : M
hx : x ∈ a • N
smul₁ : ∀ (r : R) (m : M) (mem : m ∈ {a} • N), p m ⋯ → p (r • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ {a} • N) (hy : y ∈ {a} • N), p x ⋯ → p y ⋯ → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
⊢ p x hx

Tactic:
let p' (x : M) (hx : x ∈ ({a} : Set S) • N) : Prop :=
  p x (by rwa [← Submodule.singleton_set_smul])

Result:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
a : S
p : (x : M) → x ∈ a • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (a • s) ⋯
x : M
hx : x ∈ a • N
smul₁ : ∀ (r : R) (m : M) (mem : m ∈ {a} • N), p m ⋯ → p (r • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ {a} • N) (hy : y ∈ {a} • N), p x ⋯ → p y ⋯ → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
p' : (x : M) → x ∈ {a} • N → Prop := fun x hx => p x ⋯
⊢ p x hx

Proof state:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
a : S
p : (x : M) → x ∈ a • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (a • s) ⋯
smul₁ : ∀ (r : R) (m : M) (mem : m ∈ a • N), p m mem → p (r • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ a • N) (hy : y ∈ a • N), p x hx → p y hy → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
x : M
hx : x ∈ a • N
⊢ p x hx

Tactic:
simp_all only [← Submodule.singleton_set_smul]

Result:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
a : S
p : (x : M) → x ∈ a • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (a • s) ⋯
x : M
hx : x ∈ a • N
smul₁ : ∀ (r : R) (m : M) (mem : m ∈ {a} • N), p m ⋯ → p (r • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ {a} • N) (hy : y ∈ {a} • N), p x ⋯ → p y ⋯ → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
⊢ p x hx

Proof state:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
a : S
p : (x : M) → x ∈ a • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (a • s) ⋯
x : M
hx : x ∈ a • N
smul₁ : ∀ (r : R) (m : M) (mem : m ∈ {a} • N), p m ⋯ → p (r • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ {a} • N) (hy : y ∈ {a} • N), p x ⋯ → p y ⋯ → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
p' : (x : M) → x ∈ {a} • N → Prop := fun x hx => p x ⋯
r : S
n : M
hr✝ : r ∈ {a}
hn : n ∈ N
hr : r = a
⊢ p' (r • n) ⋯

Tactic:
subst hr

Result:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
x : M
r : S
n : M
hn : n ∈ N
p : (x : M) → x ∈ r • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (r • s) ⋯
hx : x ∈ r • N
smul₁ : ∀ (r_1 : R) (m : M) (mem : m ∈ {r} • N), p m ⋯ → p (r_1 • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ {r} • N) (hy : y ∈ {r} • N), p x ⋯ → p y ⋯ → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
p' : (x : M) → x ∈ {r} • N → Prop := fun x hx => p x ⋯
hr : r ∈ {r}
⊢ p' (r • n) ⋯

Proof state:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
a : S
p : (x : M) → x ∈ a • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (a • s) ⋯
x✝ : M
hx✝ : x✝ ∈ a • N
smul₁ : ∀ (r : R) (m : M) (mem : m ∈ {a} • N), p m ⋯ → p (r • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ {a} • N) (hy : y ∈ {a} • N), p x ⋯ → p y ⋯ → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
x : M
hx : x ∈ {a} • N
⊢ x ∈ a • N

Tactic:
rwa [← Submodule.singleton_set_smul]

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
a : S
p : (x : M) → x ∈ a • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (a • s) ⋯
x : M
hx : x ∈ a • N
smul₁ : ∀ (r : R) (m : M) (mem : m ∈ {a} • N), p m ⋯ → p (r • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ {a} • N) (hy : y ∈ {a} • N), p x ⋯ → p y ⋯ → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
p' : (x : M) → x ∈ {a} • N → Prop := fun x hx => p x ⋯
⊢ p x hx

Tactic:
refine Submodule.set_smul_inductionOn (motive := p') _ (N.singleton_set_smul a ▸ hx)
    (fun r n hr hn ↦ ?_) smul₁ add zero

Result:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
a : S
p : (x : M) → x ∈ a • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (a • s) ⋯
x : M
hx : x ∈ a • N
smul₁ : ∀ (r : R) (m : M) (mem : m ∈ {a} • N), p m ⋯ → p (r • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ {a} • N) (hy : y ∈ {a} • N), p x ⋯ → p y ⋯ → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
p' : (x : M) → x ∈ {a} • N → Prop := fun x hx => p x ⋯
r : S
n : M
hr : r ∈ {a}
hn : n ∈ N
⊢ p' (r • n) ⋯

Proof state:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
x : M
r : S
n : M
hn : n ∈ N
p : (x : M) → x ∈ r • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (r • s) ⋯
hx : x ∈ r • N
smul₁ : ∀ (r_1 : R) (m : M) (mem : m ∈ {r} • N), p m ⋯ → p (r_1 • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ {r} • N) (hy : y ∈ {r} • N), p x ⋯ → p y ⋯ → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
p' : (x : M) → x ∈ {r} • N → Prop := fun x hx => p x ⋯
hr : r ∈ {r}
⊢ p' (r • n) ⋯

Tactic:
exact smul₀ n hn

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
a : S
p : (x : M) → x ∈ a • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (a • s) ⋯
x : M
hx : x ∈ a • N
smul₁ : ∀ (r : R) (m : M) (mem : m ∈ {a} • N), p m ⋯ → p (r • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ {a} • N) (hy : y ∈ {a} • N), p x ⋯ → p y ⋯ → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
p' : (x : M) → x ∈ {a} • N → Prop := fun x hx => p x ⋯
r : S
n : M
hr : r ∈ {a}
hn : n ∈ N
⊢ p' (r • n) ⋯

Tactic:
simp only [Set.mem_singleton_iff] at hr

Result:
R : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁵ : Semiring R
inst✝⁴ : AddCommMonoid M
inst✝³ : Module R M
S : Type u_4
inst✝² : Monoid S
inst✝¹ : DistribMulAction S M
N : Submodule R M
inst✝ : SMulCommClass S R M
a : S
p : (x : M) → x ∈ a • N → Prop
smul₀ : ∀ (s : M) (hs : s ∈ N), p (a • s) ⋯
x : M
hx : x ∈ a • N
smul₁ : ∀ (r : R) (m : M) (mem : m ∈ {a} • N), p m ⋯ → p (r • m) ⋯
add : ∀ (x y : M) (hx : x ∈ {a} • N) (hy : y ∈ {a} • N), p x ⋯ → p y ⋯ → p (x + y) ⋯
zero : p 0 ⋯
p' : (x : M) → x ∈ {a} • N → Prop := fun x hx => p x ⋯
r : S
n : M
hr✝ : r ∈ {a}
hn : n ∈ N
hr : r = a
⊢ p' (r • n) ⋯