-- Mathlib/RingTheory/Spectrum/Prime/Basic.lean
theorem exists_primeSpectrum_prod_le_and_ne_bot_of_domain (h_fA : ¬IsField A) {I : Ideal A}
    (h_nzI : I ≠ ⊥) :
    ∃ Z : Multiset (PrimeSpectrum A),
      Multiset.prod (Z.map asIdeal) ≤ I ∧ Multiset.prod (Z.map asIdeal) ≠ ⊥

Proof state:
case h.refine_1
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I M : Ideal A
hgt : ∀ J > M, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : M ≠ ⊥
hA_nont : Nontrivial A
h_topM : ¬M = ⊤
h_prM : ¬M.IsPrime
x : A
hx : x ∉ M
y : A
hy : y ∉ M
h_xy : x * y ∈ M
lt_add : ∀ z ∉ M, M < M + span A {z}
Wx : Multiset (PrimeSpectrum A)
h_Wx_le : (Multiset.map asIdeal Wx).prod ≤ M + span A {x}
h_Wx_ne✝ : (Multiset.map asIdeal Wx).prod ≠ ⊥
Wy : Multiset (PrimeSpectrum A)
h_Wy_le : (Multiset.map asIdeal Wy).prod ≤ M + span A {y}
h_Wx_ne : (Multiset.map asIdeal Wy).prod ≠ ⊥
⊢ span A {x} * span A {y} ≤ M

Tactic:
rwa [span_mul_span, Set.singleton_mul_singleton, span_singleton_le_iff_mem]

Result:
no goals

Proof state:
case pos
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I M : Ideal A
hgt : ∀ J > M, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : M ≠ ⊥
hA_nont : Nontrivial A
h_topM : ¬M = ⊤
h_prM : M.IsPrime
⊢ ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ M ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥

Tactic:
use ({⟨M, h_prM⟩} : Multiset (PrimeSpectrum A))

Result:
case h
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I M : Ideal A
hgt : ∀ J > M, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : M ≠ ⊥
hA_nont : Nontrivial A
h_topM : ¬M = ⊤
h_prM : M.IsPrime
⊢ (Multiset.map asIdeal {{ asIdeal := M, isPrime := h_prM }}).prod ≤ M ∧
    (Multiset.map asIdeal {{ asIdeal := M, isPrime := h_prM }}).prod ≠ ⊥

Proof state:
case neg.intro.intro.intro.intro
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I M : Ideal A
hgt : ∀ J > M, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : M ≠ ⊥
hA_nont : Nontrivial A
h_topM : ¬M = ⊤
h_prM : ¬M.IsPrime
x : A
hx : x ∉ M
y : A
hy : y ∉ M
h_xy : x * y ∈ M
lt_add : ∀ z ∉ M, M < M + span A {z}
⊢ ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ M ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥

Tactic:
obtain ⟨Wx, h_Wx_le, h_Wx_ne⟩ := hgt (M + span A {x}) (lt_add _ hx) (ne_bot_of_gt (lt_add _ hx))

Result:
case neg.intro.intro.intro.intro.intro.intro
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I M : Ideal A
hgt : ∀ J > M, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : M ≠ ⊥
hA_nont : Nontrivial A
h_topM : ¬M = ⊤
h_prM : ¬M.IsPrime
x : A
hx : x ∉ M
y : A
hy : y ∉ M
h_xy : x * y ∈ M
lt_add : ∀ z ∉ M, M < M + span A {z}
Wx : Multiset (PrimeSpectrum A)
h_Wx_le : (Multiset.map asIdeal Wx).prod ≤ M + span A {x}
h_Wx_ne : (Multiset.map asIdeal Wx).prod ≠ ⊥
⊢ ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ M ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥

Proof state:
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I : Ideal A
hA_nont : Nontrivial A
hgt : ∀ J > ⊤, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : ⊤ ≠ ⊥
⊢ ∃ p, p ≠ ⊥ ∧ p.IsPrime

Tactic:
apply Ring.not_isField_iff_exists_prime.mp h_fA

Result:
no goals

Proof state:
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I : Ideal A
⊢ I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥

Tactic:
refine IsNoetherian.induction (P := fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z : Multiset (PrimeSpectrum A),
    Multiset.prod (Z.map asIdeal) ≤ I ∧ Multiset.prod (Z.map asIdeal) ≠ ⊥)
  (fun (M : Ideal A) hgt => ?_) I

Result:
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I M : Ideal A
hgt : ∀ J > M, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
⊢ (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) M

Proof state:
case pos
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I : Ideal A
hA_nont : Nontrivial A
hgt : ∀ J > ⊤, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : ⊤ ≠ ⊥
⊢ ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ ⊤ ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥

Tactic:
obtain ⟨p_id, h_nzp, h_pp⟩ : ∃ p : Ideal A, p ≠ ⊥ ∧ p.IsPrime := by
  apply Ring.not_isField_iff_exists_prime.mp h_fA

Result:
case pos.intro.intro
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I : Ideal A
hA_nont : Nontrivial A
hgt : ∀ J > ⊤, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : ⊤ ≠ ⊥
p_id : Ideal A
h_nzp : p_id ≠ ⊥
h_pp : p_id.IsPrime
⊢ ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ ⊤ ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥

Proof state:
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I M : Ideal A
hgt : ∀ J > M, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : M ≠ ⊥
hA_nont : Nontrivial A
h_topM : ¬M = ⊤
h_prM : ¬M.IsPrime
x : A
hx : x ∉ M
y : A
hy : y ∉ M
h_xy : x * y ∈ M
z : A
hz : z ∉ M
m_eq : M = M + span A {z}
⊢ z ∈ M

Tactic:
rw [m_eq]

Result:
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I M : Ideal A
hgt : ∀ J > M, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : M ≠ ⊥
hA_nont : Nontrivial A
h_topM : ¬M = ⊤
h_prM : ¬M.IsPrime
x : A
hx : x ∉ M
y : A
hy : y ∉ M
h_xy : x * y ∈ M
z : A
hz : z ∉ M
m_eq : M = M + span A {z}
⊢ z ∈ M + span A {z}

Proof state:
case pos
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I M : Ideal A
hgt : ∀ J > M, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : M ≠ ⊥
hA_nont : Nontrivial A
h_topM : M = ⊤
⊢ ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ M ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥

Tactic:
rcases h_topM with rfl

Result:
case pos
A : Type u
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : IsDomain A
inst✝ : IsNoetherianRing A
h_fA : ¬IsField A
I : Ideal A
hA_nont : Nontrivial A
hgt : ∀ J > ⊤, (fun I => I ≠ ⊥ → ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ I ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥) J
h_nzM : ⊤ ≠ ⊥
⊢ ∃ Z, (Multiset.map asIdeal Z).prod ≤ ⊤ ∧ (Multiset.map asIdeal Z).prod ≠ ⊥