-- Mathlib/AlgebraicGeometry/EllipticCurve/IsomOfJ.lean
private lemma exists_variableChange_of_char_three_of_j_eq_zero
    [E.IsShortNF] [E'.IsShortNF] :
    ∃ 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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
this : NeZero 4
u : F
hu : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
r : F
hr : 1 * r ^ 3 + E.a₄ * r + (E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
have hu0 : u ≠ 0 := by
  rw [← pow_ne_zero_iff four_ne_zero, hu, div_ne_zero_iff]
  exact ⟨ha₄, ha₄'⟩

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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
this : NeZero 4
u : F
hu : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
r : F
hr : 1 * r ^ 3 + E.a₄ * r + (E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ ∃ C, 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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
this : NeZero 4
u : F
hu : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
r : F
hr : 1 * r ^ 3 + E.a₄ * r + (E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
use ⟨Units.mk0 u hu0, r, 0, 0⟩

Result:
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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
this : NeZero 4
u : F
hu : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
r : F
hr : 1 * r ^ 3 + E.a₄ * r + (E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := r, s := 0, t := 0 } = 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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : ↑E.Δ' ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
rw [E.coe_Δ', Δ_of_isShortNF_of_char_three, neg_ne_zero, pow_ne_zero_iff three_ne_zero] at ha₄

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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Proof state:
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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
this : NeZero 4
u : F
hu : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
r : F
hr : 1 * r ^ 3 + E.a₄ * r + (E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ (E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := r, s := 0, t := 0 }).a₂ = E'.a₂

Tactic:
simp_rw [variableChange_a₂, a₁_of_isShortNF, a₂_of_isShortNF,
  show (3 : F) = 0 from CharP.cast_eq_zero F 3]

Result:
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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
this : NeZero 4
u : F
hu : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
r : F
hr : 1 * r ^ 3 + E.a₄ * r + (E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ ↑(Units.mk0 u hu0)⁻¹ ^ 2 * (0 - 0 * 0 + 0 * r - 0 ^ 2) = 0

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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
have ha₄' := 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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : ↑E'.Δ' ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Proof state:
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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
this : NeZero 4
u : F
hu : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
r : F
hr : 1 * r ^ 3 + E.a₄ * r + (E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ (E.variableChange { u := Units.mk0 u hu0, r := r, s := 0, t := 0 }).a₃ = E'.a₃

Tactic:
simp_rw [variableChange_a₃, a₁_of_isShortNF, a₃_of_isShortNF]

Result:
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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
this : NeZero 4
u : F
hu : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
r : F
hr : 1 * r ^ 3 + E.a₄ * r + (E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ ↑(Units.mk0 u hu0)⁻¹ ^ 3 * (0 + r * 0 + 2 * 0) = 0

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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
⊢ 4 ≠ 0

Tactic:
rw [show (4 : F) = 1 by linear_combination CharP.cast_eq_zero F 3]

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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
⊢ 1 ≠ 0

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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
⊢ ∃ C, E.variableChange C = E'

Tactic:
haveI : NeZero (4 : F) := NeZero.mk <| by
  rw [show (4 : F) = 1 by linear_combination CharP.cast_eq_zero F 3]
  exact one_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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
this : NeZero 4
⊢ ∃ 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.IsShortNF
inst✝ : E'.IsShortNF
ha₄ : E.a₄ ≠ 0
ha₄' : E'.a₄ ≠ 0
this : NeZero 4
u : F
hu : u ^ 4 = E.a₄ / E'.a₄
r : F
hr : 1 * r ^ 3 + E.a₄ * r + (E.a₆ - u ^ 6 * E'.a₆) = 0
hu0 : u ≠ 0
⊢ E.a₆ + r * E.a₄ + r ^ 3 = E'.a₆ * u ^ 6

Tactic:
linear_combination hr

Result:
no goals