-- Mathlib/AlgebraicGeometry/EllipticCurve/IsomOfJ.lean
private lemma exists_variableChange_of_char_three_of_j_ne_zero
    [E.IsCharThreeJNeZeroNF] [E'.IsCharThreeJNeZeroNF] (heq : E.j = E'.j) :
    ∃ C : VariableChange F, E.variableChange C = E'

Proof state:
case intro.intro
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
obtain ⟨u, hu⟩ := IsSepClosed.exists_pow_nat_eq (E.a₂ / E'.a₂) 2

Result:
case intro.intro.intro
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
⊢ E.a₂ ≠ 0 ∧ E'.a₂ ≠ 0

Tactic:
exact ⟨ha₂, ha₂'⟩

Result:
no goals

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
have h := E.Δ'.ne_zero

Result:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
h : ↑E.Δ' ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Proof state:
case h.a₆
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
hu0 : u ≠ 0
heq : -E.a₂ ^ 3 * E'.a₆ = -E'.a₂ ^ 3 * E.a₆
⊢ E.a₆ * E'.a₂ ^ 3 = E'.a₆ * E.a₂ ^ 3

Tactic:
linear_combination heq

Result:
no goals

Proof state:
case h.a₄
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
hu0 : u ≠ 0
⊢ ↑(Units.mk0 u hu0)⁻¹ ^ 4 * (0 - 0 * 0 + 2 * 0 * E.a₂ - (0 + 0 * 0) * 0 + 3 * 0 ^ 2 - 2 * 0 * 0) = 0

Tactic:
ring1

Result:
no goals

Proof state:
case h
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
hu0 : u ≠ 0
⊢ E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := 0, s := 0, t := 0 } = E'

Tactic:
ext

Result:
case h.a₁
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
hu0 : u ≠ 0
⊢ (E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := 0, s := 0, t := 0 }).a₁ = E'.a₁

case h.a₂
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
hu0 : u ≠ 0
⊢ (E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := 0, s := 0, t := 0 }).a₂ = E'.a₂

case h.a₃
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
hu0 : u ≠ 0
⊢ (E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := 0, s := 0, t := 0 }).a₃ = E'.a₃

case h.a₄
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
hu0 : u ≠ 0
⊢ (E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := 0, s := 0, t := 0 }).a₄ = E'.a₄

case h.a₆
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
hu0 : u ≠ 0
⊢ (E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := 0, s := 0, t := 0 }).a₆ = E'.a₆

Proof state:
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
⊢ 1 ≠ 0

Tactic:
exact one_ne_zero

Result:
no goals

Proof state:
case intro
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
h : E'.a₂ ≠ 0 ∧ E'.a₆ ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
obtain ⟨ha₂', ha₆'⟩ := h

Result:
case intro.intro
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Proof state:
case h.a₆
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
heq : E.j = E'.j
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
hu0 : u ≠ 0
⊢ (E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := 0, s := 0, t := 0 }).a₆ = E'.a₆

Tactic:
simp_rw [j_of_isCharThreeJNeZeroNF_of_char_three, div_eq_div_iff ha₆ ha₆'] at heq

Result:
case h.a₆
F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : IsSepClosed F
E E' : WeierstrassCurve F
inst✝⁴ : E.IsElliptic
inst✝³ : E'.IsElliptic
inst✝² : CharP F 3
inst✝¹ : E.IsCharThreeJNeZeroNF
inst✝ : E'.IsCharThreeJNeZeroNF
ha₂ : E.a₂ ≠ 0
ha₆ : E.a₆ ≠ 0
ha₂' : E'.a₂ ≠ 0
ha₆' : E'.a₆ ≠ 0
this : NeZero 2
u : F
hu : u ^ 2 = E.a₂ / E'.a₂
hu0 : u ≠ 0
heq : -E.a₂ ^ 3 * E'.a₆ = -E'.a₂ ^ 3 * E.a₆
⊢ (E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := 0, s := 0, t := 0 }).a₆ = E'.a₆