-- Mathlib/RingTheory/Support.lean
/-- Given an exact sequence `0 → M → N → P → 0` of `R`-modules, `Supp N = Supp M ∪ Supp P`. -/
lemma Module.support_of_exact (h : Function.Exact f g)
    (hf : Function.Injective f) (hg : Function.Surjective g) :
    Module.support R N = Module.support R M ∪ Module.support R P

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
⊢ support R N ⊆ support R M ∪ support R P

Tactic:
intro x

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
⊢ x ∈ support R N → x ∈ support R M ∪ support R P

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
m' : M
hm' : f m' = r • m
s : R
hs : s ∉ x.asIdeal
e₁ : s • m' = 0
⊢ (s * r) • m = 0

Tactic:
rw [mul_smul, ← hm', ← map_smul, e₁, map_zero]

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
⊢ support R N = support R M ∪ support R P

Tactic:
refine subset_antisymm ?_ (Set.union_subset (Module.support_subset_of_injective f hf)
  (Module.support_subset_of_surjective g hg))

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
⊢ support R N ⊆ support R M ∪ support R P

Proof state:
case intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
e₁ : r • m ∈ Set.range ⇑f
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0

Tactic:
obtain ⟨m', hm'⟩ := e₁

Result:
case intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
m' : M
hm' : f m' = r • m
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0

Tactic:
obtain ⟨r, hr, e₁⟩ := H₂ (g m)

Result:
case intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
e₁ : r • g m = 0
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
⊢ (∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0) →
    (∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0) → ∀ (m : N), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0

Tactic:
intro H₁ H₂ m

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
⊢ x ∈ support R N → x ∈ support R M ∪ support R P

Tactic:
contrapose

Result:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
⊢ x ∉ support R M ∪ support R P → x ∉ support R N

Proof state:
case intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
e₁ : r • g m = 0
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0

Tactic:
rw [← map_smul, h] at e₁

Result:
case intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
e₁ : r • m ∈ Set.range ⇑f
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0