-- Mathlib/Algebra/Lie/Semisimple/Basic.lean
lemma isSimple_of_isAtom (I : LieIdeal R L) (hI : IsAtom I) : IsSimple R I where
  non_abelian := IsSemisimple.non_abelian_of_isAtom I hI
  eq_bot_or_eq_top

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
⊢ J = ⊥ ∨ J = ⊤

Tactic:
rw [or_iff_not_imp_right]

Result:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
⊢ ¬J = ⊤ → J = ⊥

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
⊢ ∀ {x m : L}, m ∈ __spread✝⁻⁰.carrier → ⁅x, m⁆ ∈ __spread✝⁻⁰.carrier

Tactic:
rintro x _ ⟨y, hy, rfl⟩

Result:
case intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ ⁅x, ↑I.incl y⁆ ∈ __spread✝⁻⁰.carrier

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.a
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ∃ a_1, ∃ (b : a_1 ∈ I), ⟨a_1, b⟩ ∈ J ∧ ↑⟨a_1, b⟩ = ⁅a, ↑y⁆

Tactic:
simp only [exists_and_right, exists_eq_right, ha, lie_mem_left, exists_true_left]

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.a
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ⟨⁅a, ↑y⁆, ⋯⟩ ∈ J

Proof state:
case a.right.mk.intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : J' = I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
hx : ↑I.incl y ∈ I
⊢ ⟨↑I.incl y, hx⟩ ∈ J

Tactic:
exact hy

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : ¬J = ⊤
this : J' ≤ ⊥
x : ↥I
hx : x ∈ J
⊢ x ∈ J → x = 0

Tactic:
have := @this x.1

Result:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : ¬J = ⊤
this✝ : J' ≤ ⊥
x : ↥I
hx : x ∈ J
this : ↑x ∈ J' → ↑x ∈ ⊥
⊢ x ∈ J → x = 0

Proof state:
case a.right
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : ¬J = ⊤
⊢ J' ≠ I

Tactic:
contrapose! hJ

Result:
case a.right
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : J' = I
⊢ J = ⊤

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ⁅a + b, (↑I).subtype y⁆ ∈ (Submodule.map (↑I).subtype ↑J).carrier

Tactic:
simp only [add_lie, AddSubsemigroup.mem_carrier, AddSubmonoid.mem_toSubsemigroup,
  Submodule.mem_toAddSubmonoid]

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ⁅a, (↑I).subtype y⁆ + ⁅b, (↑I).subtype y⁆ ∈ Submodule.map (↑I).subtype ↑J

Proof state:
case a.right.mk
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : J' = I
x : L
hx✝ : x ∈ I
hx : x ∈ J'
⊢ ⟨x, hx✝⟩ ∈ J

Tactic:
rcases hx with ⟨y, hy, rfl⟩

Result:
case a.right.mk.intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
J' : LieIdeal R L :=
  let __spread.0 := Submodule.map ↑I.incl ↑J;
  { toSubmodule := __spread.0, lie_mem := ⋯ }
hJ : J' = I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
hx : ↑I.incl y ∈ I
⊢ ⟨↑I.incl y, hx⟩ ∈ J

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.a
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
a : L
ha : a ∈ I
b : L
hb : b ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ⁅b, ↑y⁆ ∈ I ⊓ sSup ({I | IsAtom I} \ {I})

Tactic:
exact ⟨lie_mem_right R L I b y y.2, lie_mem_left _ _ _ _ _ hb⟩

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ x ∈ sSup {I} ⊔ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})

Tactic:
rw [← sSup_union, Set.union_diff_self, Set.union_eq_self_of_subset_left,
  IsSemisimple.sSup_atoms_eq_top]

Result:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ x ∈ ⊤

R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ {I} ⊆ {I' | IsAtom I'}

Proof state:
case intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
hx : x ∈ I ⊔ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})
⊢ ⁅x, (↑I).subtype y⁆ ∈ (Submodule.map (↑I).subtype ↑J).carrier

Tactic:
rw [LieSubmodule.mem_sup] at hx

Result:
case intro.intro
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
hx : ∃ y ∈ I, ∃ z ∈ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I}), y + z = x
⊢ ⁅x, (↑I).subtype y⁆ ∈ (Submodule.map (↑I).subtype ↑J).carrier