-- Mathlib/Algebra/Module/Torsion.lean
theorem iSup_torsionBySet_ideal_eq_torsionBySet_iInf
    (hp : (S : Set ι).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤) :
    ⨆ i ∈ S, torsionBySet R M (p i) = torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

Proof state:
case inr.a.intro.refine_2
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : x ∈ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
⊢ ∑ i ∈ S, ↑((fun i => ⟨↑(μ i) • x, ⋯⟩) i) = x

Tactic:
rw [← Finset.sum_smul, hμ, one_smul]

Result:
no goals

Proof state:
case inr.a.intro.refine_1.mk
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
⊢ a * ↑(μ i) ∈ ⨅ i ∈ S, p i

Tactic:
rw [mem_iInf]

Result:
case inr.a.intro.refine_1.mk
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
⊢ ∀ (i_1 : ι), a * ↑(μ i) ∈ ⨅ (_ : i_1 ∈ S), p i_1

Proof state:
case inr.a.intro.refine_1
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : x ∈ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
⊢ ↑(μ i) • x ∈ torsionBySet R M ↑(p i)

Tactic:
rw [mem_torsionBySet_iff] at hx ⊢

Result:
case inr.a.intro.refine_1
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
⊢ ∀ (a : ↑↑(p i)), ↑a • ↑(μ i) • x = 0

Proof state:
case neg
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
j : ι
hj : j ∈ S
ij : ¬j = i
⊢ a * ↑(μ i) ∈ p j

Tactic:
have := coe_mem (μ i)

Result:
case neg
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
j : ι
hj : j ∈ S
ij : ¬j = i
this : ↑(μ i) ∈ ⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j
⊢ a * ↑(μ i) ∈ p j

Proof state:
case inl
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S = ∅
⊢ ⨆ i ∈ S, torsionBySet R M ↑(p i) = torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

Tactic:
simp [h]

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
i : ι
is : i ∈ S
⊢ torsionBySet R M ↑(p i) ≤ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

Tactic:
apply torsionBySet_le_torsionBySet_of_subset

Result:
case st
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
i : ι
is : i ∈ S
⊢ ↑(⨅ i ∈ S, p i) ⊆ ↑(p i)

Proof state:
case neg
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
j : ι
hj : j ∈ S
ij : ¬j = i
this : ↑(μ i) ∈ ⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j
⊢ a * ↑(μ i) ∈ p j

Tactic:
simp only [mem_iInf] at this

Result:
case neg
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
j : ι
hj : j ∈ S
ij : ¬j = i
this : ∀ i_1 ∈ S, i_1 ≠ i → ↑(μ i) ∈ p i_1
⊢ a * ↑(μ i) ∈ p j

Proof state:
case inr.a.intro.refine_1.mk
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
j : ι
⊢ j ∈ S → a * ↑(μ i) ∈ p j

Tactic:
intro hj

Result:
case inr.a.intro.refine_1.mk
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
j : ι
hj : j ∈ S
⊢ a * ↑(μ i) ∈ p j

Proof state:
case inr.a.intro.refine_1.mk
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
⊢ (↑⟨a, ha⟩ * ↑(μ i)) • x = 0

Tactic:
suffices a * μ i ∈ ⨅ i ∈ S, p i from hx ⟨_, this⟩

Result:
case inr.a.intro.refine_1.mk
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
⊢ a * ↑(μ i) ∈ ⨅ i ∈ S, p i

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
i : ι
⊢ i ∈ S → torsionBySet R M ↑(p i) ≤ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

Tactic:
intro is

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
i : ι
is : i ∈ S
⊢ torsionBySet R M ↑(p i) ≤ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

Proof state:
case st
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
i : ι
is : i ∈ S
⊢ ↑(⨅ i ∈ S, p i) ⊆ ↑(p i)

Tactic:
exact (iInf_le (fun i => ⨅ _ : i ∈ S, p i) i).trans (iInf_le _ is)

Result:
no goals