-- Mathlib/RingTheory/DedekindDomain/IntegralClosure.lean
theorem IsIntegralClosure.range_le_span_dualBasis [Algebra.IsSeparable K L] {ι : Type*} [Fintype ι]
    [DecidableEq ι] (b : Basis ι K L) (hb_int : ∀ i, IsIntegral A (b i)) [IsIntegrallyClosed A] :
    LinearMap.range ((Algebra.linearMap C L).restrictScalars A) ≤
    Submodule.span A (Set.range <| (traceForm K L).dualBasis (traceForm_nondegenerate K L) b)

Proof state:
case intro.intro
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝¹⁷ : CommRing A
inst✝¹⁶ : Field K
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : IsFractionRing A K
L : Type u_3
inst✝¹³ : Field L
C : Type u_4
inst✝¹² : CommRing C
inst✝¹¹ : Algebra K L
inst✝¹⁰ : Algebra A L
inst✝⁹ : IsScalarTower A K L
inst✝⁸ : Algebra C L
inst✝⁷ : IsIntegralClosure C A L
inst✝⁶ : Algebra A C
inst✝⁵ : IsScalarTower A C L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
inst✝³ : Algebra.IsSeparable K L
ι : Type u_5
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : DecidableEq ι
b : Basis ι K L
hb_int : ∀ (i : ι), IsIntegral A (b i)
inst✝ : IsIntegrallyClosed A
i : ι
y : C
⊢ (trace K L) ((algebraMap C L) y * b i) ∈ 1

Tactic:
refine Submodule.mem_one.mpr <| IsIntegrallyClosed.isIntegral_iff.mp ?_

Result:
case intro.intro
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝¹⁷ : CommRing A
inst✝¹⁶ : Field K
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : IsFractionRing A K
L : Type u_3
inst✝¹³ : Field L
C : Type u_4
inst✝¹² : CommRing C
inst✝¹¹ : Algebra K L
inst✝¹⁰ : Algebra A L
inst✝⁹ : IsScalarTower A K L
inst✝⁸ : Algebra C L
inst✝⁷ : IsIntegralClosure C A L
inst✝⁶ : Algebra A C
inst✝⁵ : IsScalarTower A C L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
inst✝³ : Algebra.IsSeparable K L
ι : Type u_5
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : DecidableEq ι
b : Basis ι K L
hb_int : ∀ (i : ι), IsIntegral A (b i)
inst✝ : IsIntegrallyClosed A
i : ι
y : C
⊢ IsIntegral A ((trace K L) ((algebraMap C L) y * b i))

Proof state:
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝¹⁷ : CommRing A
inst✝¹⁶ : Field K
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : IsFractionRing A K
L : Type u_3
inst✝¹³ : Field L
C : Type u_4
inst✝¹² : CommRing C
inst✝¹¹ : Algebra K L
inst✝¹⁰ : Algebra A L
inst✝⁹ : IsScalarTower A K L
inst✝⁸ : Algebra C L
inst✝⁷ : IsIntegralClosure C A L
inst✝⁶ : Algebra A C
inst✝⁵ : IsScalarTower A C L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
inst✝³ : Algebra.IsSeparable K L
ι : Type u_5
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : DecidableEq ι
b : Basis ι K L
hb_int : ∀ (i : ι), IsIntegral A (b i)
inst✝ : IsIntegrallyClosed A
⊢ LinearMap.range (↑A (Algebra.linearMap C L)) ≤ Submodule.span A (Set.range ⇑((traceForm K L).dualBasis ⋯ b))

Tactic:
rw [← LinearMap.BilinForm.dualSubmodule_span_of_basis,
  ← LinearMap.BilinForm.le_flip_dualSubmodule, Submodule.span_le]

Result:
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝¹⁷ : CommRing A
inst✝¹⁶ : Field K
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : IsFractionRing A K
L : Type u_3
inst✝¹³ : Field L
C : Type u_4
inst✝¹² : CommRing C
inst✝¹¹ : Algebra K L
inst✝¹⁰ : Algebra A L
inst✝⁹ : IsScalarTower A K L
inst✝⁸ : Algebra C L
inst✝⁷ : IsIntegralClosure C A L
inst✝⁶ : Algebra A C
inst✝⁵ : IsScalarTower A C L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
inst✝³ : Algebra.IsSeparable K L
ι : Type u_5
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : DecidableEq ι
b : Basis ι K L
hb_int : ∀ (i : ι), IsIntegral A (b i)
inst✝ : IsIntegrallyClosed A
⊢ Set.range ⇑b ⊆ ↑((traceForm K L).flip.dualSubmodule (LinearMap.range (↑A (Algebra.linearMap C L))))

Proof state:
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝¹⁷ : CommRing A
inst✝¹⁶ : Field K
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : IsFractionRing A K
L : Type u_3
inst✝¹³ : Field L
C : Type u_4
inst✝¹² : CommRing C
inst✝¹¹ : Algebra K L
inst✝¹⁰ : Algebra A L
inst✝⁹ : IsScalarTower A K L
inst✝⁸ : Algebra C L
inst✝⁷ : IsIntegralClosure C A L
inst✝⁶ : Algebra A C
inst✝⁵ : IsScalarTower A C L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
inst✝³ : Algebra.IsSeparable K L
ι : Type u_5
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : DecidableEq ι
b : Basis ι K L
hb_int : ∀ (i : ι), IsIntegral A (b i)
inst✝ : IsIntegrallyClosed A
⊢ Set.range ⇑b ⊆ ↑((traceForm K L).flip.dualSubmodule (LinearMap.range (↑A (Algebra.linearMap C L))))

Tactic:
rintro _ ⟨i, rfl⟩ _ ⟨y, rfl⟩

Result:
case intro.intro
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝¹⁷ : CommRing A
inst✝¹⁶ : Field K
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : IsFractionRing A K
L : Type u_3
inst✝¹³ : Field L
C : Type u_4
inst✝¹² : CommRing C
inst✝¹¹ : Algebra K L
inst✝¹⁰ : Algebra A L
inst✝⁹ : IsScalarTower A K L
inst✝⁸ : Algebra C L
inst✝⁷ : IsIntegralClosure C A L
inst✝⁶ : Algebra A C
inst✝⁵ : IsScalarTower A C L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
inst✝³ : Algebra.IsSeparable K L
ι : Type u_5
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : DecidableEq ι
b : Basis ι K L
hb_int : ∀ (i : ι), IsIntegral A (b i)
inst✝ : IsIntegrallyClosed A
i : ι
y : C
⊢ ((traceForm K L).flip (b i)) ((↑A (Algebra.linearMap C L)) y) ∈ 1

Proof state:
case intro.intro
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝¹⁷ : CommRing A
inst✝¹⁶ : Field K
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : IsFractionRing A K
L : Type u_3
inst✝¹³ : Field L
C : Type u_4
inst✝¹² : CommRing C
inst✝¹¹ : Algebra K L
inst✝¹⁰ : Algebra A L
inst✝⁹ : IsScalarTower A K L
inst✝⁸ : Algebra C L
inst✝⁷ : IsIntegralClosure C A L
inst✝⁶ : Algebra A C
inst✝⁵ : IsScalarTower A C L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
inst✝³ : Algebra.IsSeparable K L
ι : Type u_5
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : DecidableEq ι
b : Basis ι K L
hb_int : ∀ (i : ι), IsIntegral A (b i)
inst✝ : IsIntegrallyClosed A
i : ι
y : C
⊢ ((traceForm K L).flip (b i)) ((↑A (Algebra.linearMap C L)) y) ∈ 1

Tactic:
simp only [LinearMap.coe_restrictScalars, linearMap_apply, LinearMap.BilinForm.flip_apply,
  traceForm_apply]

Result:
case intro.intro
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝¹⁷ : CommRing A
inst✝¹⁶ : Field K
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : IsFractionRing A K
L : Type u_3
inst✝¹³ : Field L
C : Type u_4
inst✝¹² : CommRing C
inst✝¹¹ : Algebra K L
inst✝¹⁰ : Algebra A L
inst✝⁹ : IsScalarTower A K L
inst✝⁸ : Algebra C L
inst✝⁷ : IsIntegralClosure C A L
inst✝⁶ : Algebra A C
inst✝⁵ : IsScalarTower A C L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
inst✝³ : Algebra.IsSeparable K L
ι : Type u_5
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : DecidableEq ι
b : Basis ι K L
hb_int : ∀ (i : ι), IsIntegral A (b i)
inst✝ : IsIntegrallyClosed A
i : ι
y : C
⊢ (trace K L) ((algebraMap C L) y * b i) ∈ 1

Proof state:
case intro.intro
A : Type u_1
K : Type u_2
inst✝¹⁷ : CommRing A
inst✝¹⁶ : Field K
inst✝¹⁵ : Algebra A K
inst✝¹⁴ : IsFractionRing A K
L : Type u_3
inst✝¹³ : Field L
C : Type u_4
inst✝¹² : CommRing C
inst✝¹¹ : Algebra K L
inst✝¹⁰ : Algebra A L
inst✝⁹ : IsScalarTower A K L
inst✝⁸ : Algebra C L
inst✝⁷ : IsIntegralClosure C A L
inst✝⁶ : Algebra A C
inst✝⁵ : IsScalarTower A C L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
inst✝³ : Algebra.IsSeparable K L
ι : Type u_5
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : DecidableEq ι
b : Basis ι K L
hb_int : ∀ (i : ι), IsIntegral A (b i)
inst✝ : IsIntegrallyClosed A
i : ι
y : C
⊢ IsIntegral A ((trace K L) ((algebraMap C L) y * b i))

Tactic:
exact isIntegral_trace ((IsIntegralClosure.isIntegral A L y).algebraMap.mul (hb_int i))

Result:
no goals