-- Mathlib/RingTheory/FinitePresentation.lean
theorem ker_fg_of_mvPolynomial {n : ℕ} (f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A)
    (hf : Function.Surjective f) [FinitePresentation R A] : f.toRingHom.ker.FG

Proof state:
case refine_4
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
s' : Set RXn := Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s
leI : Ideal.span s' ≤ RingHom.ker f.toRingHom
x : RXn
hx : x ∈ RingHom.ker f.toRingHom
this : x ∈ adjoin R (Set.range MvPolynomial.X)
p₁ p₂ : RXn
hx✝ : p₁ ∈ adjoin R (Set.range MvPolynomial.X)
hy✝ : p₂ ∈ adjoin R (Set.range MvPolynomial.X)
h₁ : p₁ ∈ aeval_h.range.toAddSubmonoid ⊔ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
h₂ : p₂ ∈ aeval_h.range.toAddSubmonoid ⊔ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
⊢ p₁ * p₂ ∈ aeval_h.range.toAddSubmonoid ⊔ (Ideal.span s').toAddSubmonoid

Tactic:
obtain ⟨_, ⟨x₁, rfl⟩, y₁, hy₁, rfl⟩ := AddSubmonoid.mem_sup.mp h₁

Result:
case refine_4.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
s' : Set RXn := Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s
leI : Ideal.span s' ≤ RingHom.ker f.toRingHom
x : RXn
hx : x ∈ RingHom.ker f.toRingHom
this : x ∈ adjoin R (Set.range MvPolynomial.X)
p₂ : RXn
hy✝ : p₂ ∈ adjoin R (Set.range MvPolynomial.X)
h₂ : p₂ ∈ aeval_h.range.toAddSubmonoid ⊔ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
x₁ : RXm
y₁ : RXn
hy₁ : y₁ ∈ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
hx✝ : aeval_h.toRingHom x₁ + y₁ ∈ adjoin R (Set.range MvPolynomial.X)
h₁ : aeval_h.toRingHom x₁ + y₁ ∈ aeval_h.range.toAddSubmonoid ⊔ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
⊢ (aeval_h.toRingHom x₁ + y₁) * p₂ ∈ aeval_h.range.toAddSubmonoid ⊔ (Ideal.span s').toAddSubmonoid

Proof state:
case refine_4.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.hy
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
s' : Set RXn := Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s
leI : Ideal.span s' ≤ RingHom.ker f.toRingHom
x : RXn
hx : x ∈ RingHom.ker f.toRingHom
this : x ∈ adjoin R (Set.range MvPolynomial.X)
x₁ : RXm
y₁ : RXn
hy₁ : y₁ ∈ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
hx✝ : aeval_h.toRingHom x₁ + y₁ ∈ adjoin R (Set.range MvPolynomial.X)
h₁ : aeval_h.toRingHom x₁ + y₁ ∈ aeval_h.range.toAddSubmonoid ⊔ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
x₂ : RXm
y₂ : RXn
hy₂ : y₂ ∈ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
hy✝ : aeval_h.toRingHom x₂ + y₂ ∈ adjoin R (Set.range MvPolynomial.X)
h₂ : aeval_h.toRingHom x₂ + y₂ ∈ aeval_h.range.toAddSubmonoid ⊔ (Ideal.span s').toAddSubmonoid
⊢ y₁ * aeval_h.toRingHom x₂ + (aeval_h.toRingHom x₁ + y₁) * y₂ ∈ (Ideal.span s').toAddSubmonoid

Tactic:
exact add_mem (Ideal.mul_mem_right _ _ hy₁) (Ideal.mul_mem_left _ _ hy₂)

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
⊢ Ideal.span (Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s) = RingHom.ker f.toRingHom

Tactic:
let s' := Set.range g' ∪ aeval_h '' s

Result:
case intro.intro.intro.intro
R : Type w₁
A : Type w₂
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : Algebra R A
n : ℕ
f : MvPolynomial (Fin n) R →ₐ[R] A
hf : Surjective ⇑f
inst✝ : FinitePresentation R A
m : ℕ
f' : MvPolynomial (Fin m) R →ₐ[R] A
hf' : Surjective ⇑f'
s : Finset (MvPolynomial (Fin m) R)
hs : Ideal.span ↑s = RingHom.ker f'.toRingHom
RXn : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin n) R
RXm : Type (max 0 w₁) := MvPolynomial (Fin m) R
g : Fin n → MvPolynomial (Fin m) R
hg : ∀ (i : Fin n), f' (g i) = f (MvPolynomial.X i)
h : Fin m → MvPolynomial (Fin n) R
hh : ∀ (i : Fin m), f (h i) = f' (MvPolynomial.X i)
aeval_h : RXm →ₐ[R] RXn := MvPolynomial.aeval h
g' : Fin n → RXn := fun i => MvPolynomial.X i - aeval_h (g i)
hh' : ∀ (x : RXm), f (aeval_h x) = f' x
s' : Set RXn := Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s
⊢ Ideal.span (Set.range g' ∪ ⇑aeval_h '' ↑s) = RingHom.ker f.toRingHom