-- Mathlib/Algebra/Module/Torsion.lean
theorem iSup_torsionBySet_ideal_eq_torsionBySet_iInf
    (hp : (S : Set ι).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤) :
    ⨆ i ∈ S, torsionBySet R M (p i) = torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

Proof state:
case inr.a.intro.refine_1
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
⊢ ∀ (a : ↑↑(p i)), ↑a • ↑(μ i) • x = 0

Tactic:
rintro ⟨a, ha⟩

Result:
case inr.a.intro.refine_1.mk
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
⊢ ↑⟨a, ha⟩ • ↑(μ i) • x = 0

Proof state:
case pos
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
j : ι
hj : j ∈ S
ij : j = i
⊢ a * ↑(μ i) ∈ p j

Tactic:
rw [ij]

Result:
case pos
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
j : ι
hj : j ∈ S
ij : j = i
⊢ a * ↑(μ i) ∈ p i

Proof state:
case pos
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
j : ι
hj : j ∈ S
ij : j = i
⊢ a * ↑(μ i) ∈ p i

Tactic:
exact Ideal.mul_mem_right _ _ ha

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
i : ι
⊢ ⨆ (_ : i ∈ S), torsionBySet R M ↑(p i) ≤ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

Tactic:
apply iSup_le _

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
i : ι
⊢ i ∈ S → torsionBySet R M ↑(p i) ≤ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

Proof state:
case inr.a
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
⊢ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i) ≤ ⨆ i ∈ S, torsionBySet R M ↑(p i)

Tactic:
intro x hx

Result:
case inr.a
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : x ∈ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)
⊢ x ∈ ⨆ i ∈ S, torsionBySet R M ↑(p i)

Proof state:
case inr.a.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : x ∈ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
⊢ ∃ μ, ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = x

Tactic:
refine ⟨fun i => ⟨(μ i : R) • x, ?_⟩, ?_⟩

Result:
case inr.a.intro.refine_1
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : x ∈ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
⊢ ↑(μ i) • x ∈ torsionBySet R M ↑(p i)

case inr.a.intro.refine_2
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : x ∈ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
⊢ ∑ i ∈ S, ↑((fun i => ⟨↑(μ i) • x, ⋯⟩) i) = x

Proof state:
case inr.a
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : x ∈ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)
⊢ x ∈ ⨆ i ∈ S, torsionBySet R M ↑(p i)

Tactic:
rw [mem_iSup_finset_iff_exists_sum]

Result:
case inr.a
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : x ∈ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)
⊢ ∃ μ, ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = x

Proof state:
case inr
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
⊢ ⨆ i ∈ S, torsionBySet R M ↑(p i) = torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

Tactic:
apply le_antisymm

Result:
case inr.a
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
⊢ ⨆ i ∈ S, torsionBySet R M ↑(p i) ≤ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

case inr.a
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
⊢ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i) ≤ ⨆ i ∈ S, torsionBySet R M ↑(p i)

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
⊢ ∀ (i : ι), ⨆ (_ : i ∈ S), torsionBySet R M ↑(p i) ≤ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

Tactic:
intro i

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
i : ι
⊢ ⨆ (_ : i ∈ S), torsionBySet R M ↑(p i) ≤ torsionBySet R M ↑(⨅ i ∈ S, p i)

Proof state:
case inr.a.intro.refine_1.mk
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
⊢ ∀ (i_1 : ι), a * ↑(μ i) ∈ ⨅ (_ : i_1 ∈ S), p i_1

Tactic:
intro j

Result:
case inr.a.intro.refine_1.mk
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
ι : Type u_3
p : ι → Ideal R
S : Finset ι
hp : (↑S).Pairwise fun i j => p i ⊔ p j = ⊤
h : S.Nonempty
x : M
hx : ∀ (a : ↑↑(⨅ i ∈ S, p i)), ↑a • x = 0
μ : (i : ι) → ↥(⨅ j ∈ S, ⨅ (_ : j ≠ i), p j)
hμ : ∑ i ∈ S, ↑(μ i) = 1
i : ι
a : R
ha : a ∈ ↑(p i)
j : ι
⊢ a * ↑(μ i) ∈ ⨅ (_ : j ∈ S), p j