-- Mathlib/LinearAlgebra/Matrix/ToLin.lean
theorem Matrix.toLin_self (M : Matrix m n R) (i : n) :
    Matrix.toLin v₁ v₂ M (v₁ i) = ∑ j, M j i • v₂ j

Proof state:
case h₁
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
⊢ i ∉ Finset.univ → M j i * (Finsupp.single i 1) i = 0

Tactic:
intros

Result:
case h₁
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
a✝ : i ∉ Finset.univ
⊢ M j i * (Finsupp.single i 1) i = 0

Proof state:
case h₁
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
a✝ : i ∉ Finset.univ
⊢ M j i * (Finsupp.single i 1) i = 0

Tactic:
have := Finset.mem_univ i

Result:
case h₁
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
a✝ : i ∉ Finset.univ
this : i ∈ Finset.univ
⊢ M j i * (Finsupp.single i 1) i = 0

Proof state:
case h₀
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
i' : n
a✝ : i' ∈ Finset.univ
i'_ne : i' ≠ i
⊢ M j i' * (Finsupp.single i 1) i' = 0

Tactic:
rw [Finsupp.single_eq_of_ne i'_ne.symm, mul_zero]

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
⊢ ((toLin v₁ v₂) M) (v₁ i) = ∑ j : m, M j i • v₂ j

Tactic:
rw [Matrix.toLin_apply, Finset.sum_congr rfl fun j _hj ↦ ?_]

Result:
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
⊢ (M *ᵥ ⇑(v₁.repr (v₁ i))) j • v₂ j = M j i • v₂ j

Proof state:
case h₀
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
⊢ ∀ b ∈ Finset.univ, b ≠ i → M j b * (Finsupp.single i 1) b = 0

Tactic:
intro i' _ i'_ne

Result:
case h₀
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
i' : n
a✝ : i' ∈ Finset.univ
i'_ne : i' ≠ i
⊢ M j i' * (Finsupp.single i 1) i' = 0

Proof state:
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
⊢ (M *ᵥ ⇑(v₁.repr (v₁ i))) j • v₂ j = M j i • v₂ j

Tactic:
rw [Basis.repr_self, Matrix.mulVec, dotProduct, Finset.sum_eq_single i, Finsupp.single_eq_same,
  mul_one]

Result:
case h₀
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
⊢ ∀ b ∈ Finset.univ, b ≠ i → M j b * (Finsupp.single i 1) b = 0

case h₁
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
⊢ i ∉ Finset.univ → M j i * (Finsupp.single i 1) i = 0

Proof state:
case h₁
R : Type u_1
inst✝⁷ : CommSemiring R
m : Type u_3
n : Type u_4
inst✝⁶ : Fintype n
inst✝⁵ : Fintype m
inst✝⁴ : DecidableEq n
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝³ : AddCommMonoid M₁
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
v₁ : Basis n R M₁
v₂ : Basis m R M₂
M : Matrix m n R
i : n
j : m
_hj : j ∈ Finset.univ
a✝ : i ∉ Finset.univ
this : i ∈ Finset.univ
⊢ M j i * (Finsupp.single i 1) i = 0

Tactic:
contradiction

Result:
no goals