-- Mathlib/LinearAlgebra/Span/Basic.lean
theorem isCoatom_comap_iff {f : F} (hf : Surjective f) {p : Submodule R₂ M₂} :
    IsCoatom (comap f p) ↔ IsCoatom p

Proof state:
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁸ : Semiring R
inst✝⁷ : Semiring R₂
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝² : RingHomSurjective τ₁₂
F : Type u_8
inst✝¹ : FunLike F M M₂
inst✝ : SemilinearMapClass F τ₁₂ M M₂
f : F
hf : Surjective ⇑f
p : Submodule R₂ M₂
this : Injective (comap f)
⊢ IsCoatom (comap f p) ↔ IsCoatom p

Tactic:
rw [IsCoatom, IsCoatom, ← comap_top f, this.ne_iff]

Result:
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁸ : Semiring R
inst✝⁷ : Semiring R₂
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝² : RingHomSurjective τ₁₂
F : Type u_8
inst✝¹ : FunLike F M M₂
inst✝ : SemilinearMapClass F τ₁₂ M M₂
f : F
hf : Surjective ⇑f
p : Submodule R₂ M₂
this : Injective (comap f)
⊢ (p ≠ ⊤ ∧ ∀ (b : Submodule R M), comap f p < b → b = comap f ⊤) ↔ p ≠ ⊤ ∧ ∀ (b : Submodule R₂ M₂), p < b → b = ⊤

Proof state:
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁸ : Semiring R
inst✝⁷ : Semiring R₂
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝² : RingHomSurjective τ₁₂
F : Type u_8
inst✝¹ : FunLike F M M₂
inst✝ : SemilinearMapClass F τ₁₂ M M₂
f : F
hf : Surjective ⇑f
p : Submodule R₂ M₂
⊢ IsCoatom (comap f p) ↔ IsCoatom p

Tactic:
have := comap_injective_of_surjective hf

Result:
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁸ : Semiring R
inst✝⁷ : Semiring R₂
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝² : RingHomSurjective τ₁₂
F : Type u_8
inst✝¹ : FunLike F M M₂
inst✝ : SemilinearMapClass F τ₁₂ M M₂
f : F
hf : Surjective ⇑f
p : Submodule R₂ M₂
this : Injective (comap f)
⊢ IsCoatom (comap f p) ↔ IsCoatom p

Proof state:
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁸ : Semiring R
inst✝⁷ : Semiring R₂
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝² : RingHomSurjective τ₁₂
F : Type u_8
inst✝¹ : FunLike F M M₂
inst✝ : SemilinearMapClass F τ₁₂ M M₂
f : F
hf : Surjective ⇑f
p : Submodule R₂ M₂
this : Injective (comap f)
x✝ : p ≠ ⊤
h : ∀ (b : Submodule R₂ M₂), p < b → b = ⊤
m : Submodule R M
hm : comap f p < m
⊢ m = comap f ⊤

Tactic:
rw [← h _ (lt_map_of_comap_lt_of_surjective hf hm),
  comap_map_eq_self ((comap_mono bot_le).trans hm.le)]

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁸ : Semiring R
inst✝⁷ : Semiring R₂
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝² : RingHomSurjective τ₁₂
F : Type u_8
inst✝¹ : FunLike F M M₂
inst✝ : SemilinearMapClass F τ₁₂ M M₂
f : F
hf : Surjective ⇑f
p : Submodule R₂ M₂
this : Injective (comap f)
⊢ (p ≠ ⊤ ∧ ∀ (b : Submodule R M), comap f p < b → b = comap f ⊤) ↔ p ≠ ⊤ ∧ ∀ (b : Submodule R₂ M₂), p < b → b = ⊤

Tactic:
refine and_congr_right fun _ ↦
  ⟨fun h m hm ↦ this (h _ <| comap_strictMono_of_surjective hf hm), fun h m hm ↦ ?_⟩

Result:
R : Type u_1
R₂ : Type u_2
M : Type u_4
M₂ : Type u_5
inst✝⁸ : Semiring R
inst✝⁷ : Semiring R₂
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
inst✝² : RingHomSurjective τ₁₂
F : Type u_8
inst✝¹ : FunLike F M M₂
inst✝ : SemilinearMapClass F τ₁₂ M M₂
f : F
hf : Surjective ⇑f
p : Submodule R₂ M₂
this : Injective (comap f)
x✝ : p ≠ ⊤
h : ∀ (b : Submodule R₂ M₂), p < b → b = ⊤
m : Submodule R M
hm : comap f p < m
⊢ m = comap f ⊤