-- Mathlib/LinearAlgebra/Eigenspace/Basic.lean
lemma disjoint_genEigenspace [NoZeroSMulDivisors R M]
    (f : End R M) {μ₁ μ₂ : R} (hμ : μ₁ ≠ μ₂) (k l : ℕ∞) :
    Disjoint (f.genEigenspace μ₁ k) (f.genEigenspace μ₂ l)

Proof state:
R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
this : IsReduced R
p : Submodule R M := (f.genEigenspace μ₁) ↑k ⊓ (f.genEigenspace μ₂) ↑l
hp : Nontrivial ↥p
f₁ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₁) ⋯
f₂ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₂) ⋯
⊢ MapsTo ⇑(f - (algebraMap R (End R M)) μ₂) ↑((f.genEigenspace μ₂) ↑l) ↑((f.genEigenspace μ₂) ↑l)

R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
this : IsReduced R
p : Submodule R M := (f.genEigenspace μ₁) ↑k ⊓ (f.genEigenspace μ₂) ↑l
hp : Nontrivial ↥p
f₁ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₁) ⋯
f₂ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₂) ⋯
⊢ IsNilpotent (LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₂) ?m.445879)

R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
this : IsReduced R
p : Submodule R M := (f.genEigenspace μ₁) ↑k ⊓ (f.genEigenspace μ₂) ↑l
hp : Nontrivial ↥p
f₁ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₁) ⋯
f₂ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₂) ⋯
⊢ MapsTo ⇑(f - (algebraMap R (End R M)) μ₁) ↑((f.genEigenspace μ₁) ↑k) ↑((f.genEigenspace μ₁) ↑k)

R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
this : IsReduced R
p : Submodule R M := (f.genEigenspace μ₁) ↑k ⊓ (f.genEigenspace μ₂) ↑l
hp : Nontrivial ↥p
f₁ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₁) ⋯
f₂ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₂) ⋯
⊢ IsNilpotent (LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₁) ?m.446472)

Tactic:
apply mapsTo_genEigenspace_of_comm (Algebra.mul_sub_algebraMap_commutes f _)

Result:
R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
this : IsReduced R
p : Submodule R M := (f.genEigenspace μ₁) ↑k ⊓ (f.genEigenspace μ₂) ↑l
hp : Nontrivial ↥p
f₁ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₁) ⋯
f₂ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₂) ⋯
⊢ IsNilpotent (LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₂) ⋯)

R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
this : IsReduced R
p : Submodule R M := (f.genEigenspace μ₁) ↑k ⊓ (f.genEigenspace μ₂) ↑l
hp : Nontrivial ↥p
f₁ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₁) ⋯
f₂ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₂) ⋯
⊢ MapsTo ⇑(f - (algebraMap R (End R M)) μ₁) ↑((f.genEigenspace μ₁) ↑k) ↑((f.genEigenspace μ₁) ↑k)

R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
this : IsReduced R
p : Submodule R M := (f.genEigenspace μ₁) ↑k ⊓ (f.genEigenspace μ₂) ↑l
hp : Nontrivial ↥p
f₁ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₁) ⋯
f₂ : End R ↥p := LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₂) ⋯
⊢ IsNilpotent (LinearMap.restrict (f - (algebraMap R (End R M)) μ₁) ?m.446472)

Proof state:
case mk.mk
R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
⊢ Disjoint ((f.genEigenspace μ₁) ↑↑⟨k, property✝¹⟩) ((f.genEigenspace μ₂) ↑↑⟨l, property✝⟩)

Tactic:
nontriviality M

Result:
R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
⊢ Disjoint ((f.genEigenspace μ₁) ↑↑⟨k, property✝¹⟩) ((f.genEigenspace μ₂) ↑↑⟨l, property✝⟩)

Proof state:
R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k l : ℕ∞
⊢ Disjoint ((f.genEigenspace μ₁) k) ((f.genEigenspace μ₂) l)

Tactic:
rw [genEigenspace_eq_iSup_genEigenspace_nat, genEigenspace_eq_iSup_genEigenspace_nat]

Result:
R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k l : ℕ∞
⊢ Disjoint (⨆ l, (f.genEigenspace μ₁) ↑↑l) (⨆ l_1, (f.genEigenspace μ₂) ↑↑l_1)

Proof state:
R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
this : IsReduced R
⊢ (f.genEigenspace μ₁) ↑↑⟨k, property✝¹⟩ ⊓ (f.genEigenspace μ₂) ↑↑⟨l, property✝⟩ = ⊥

Tactic:
set p := f.genEigenspace μ₁ k ⊓ f.genEigenspace μ₂ l

Result:
R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
this : IsReduced R
p : Submodule R M := (f.genEigenspace μ₁) ↑k ⊓ (f.genEigenspace μ₂) ↑l
⊢ p = ⊥

Proof state:
R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
⊢ Disjoint ((f.genEigenspace μ₁) ↑↑⟨k, property✝¹⟩) ((f.genEigenspace μ₂) ↑↑⟨l, property✝⟩)

Tactic:
have := NoZeroSMulDivisors.isReduced R M

Result:
R : Type v
M : Type w
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
f : End R M
μ₁ μ₂ : R
hμ : μ₁ ≠ μ₂
k✝ l✝ : ℕ∞
k : ℕ
property✝¹ : ↑k ≤ k✝
l : ℕ
property✝ : ↑l ≤ l✝
a✝ : Nontrivial M
this : IsReduced R
⊢ Disjoint ((f.genEigenspace μ₁) ↑↑⟨k, property✝¹⟩) ((f.genEigenspace μ₂) ↑↑⟨l, property✝⟩)