-- Mathlib/Algebra/Module/Submodule/Map.lean
theorem mem_map_equiv {e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂} {x : M₂} :
    x ∈ p.map (e : M →ₛₗ[τ₁₂] M₂) ↔ e.symm x ∈ p

Proof state:
case mp
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
⊢ (∃ y ∈ p, ↑e y = x) → e.symm x ∈ p

Tactic:
rintro ⟨y, hy, hx⟩

Result:
case mp.intro.intro
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
y : M
hy : y ∈ p
hx : ↑e y = x
⊢ e.symm x ∈ p

Proof state:
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
⊢ (∃ y ∈ p, ↑e y = x) ↔ e.symm x ∈ p

Tactic:
constructor

Result:
case mp
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
⊢ (∃ y ∈ p, ↑e y = x) → e.symm x ∈ p

case mpr
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
⊢ e.symm x ∈ p → ∃ y ∈ p, ↑e y = x

Proof state:
case mpr
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
hx : e.symm x ∈ p
⊢ ∃ y ∈ p, ↑e y = x

Tactic:
exact ⟨e.symm x, hx, by simp⟩

Result:
no goals

Proof state:
case mpr
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
⊢ e.symm x ∈ p → ∃ y ∈ p, ↑e y = x

Tactic:
intro hx

Result:
case mpr
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
hx : e.symm x ∈ p
⊢ ∃ y ∈ p, ↑e y = x

Proof state:
case mp.intro.intro
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
y : M
hy : y ∈ p
hx : ↑e y = x
⊢ e.symm x ∈ p

Tactic:
simp [← hx, hy]

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
hx : e.symm x ∈ p
⊢ ↑e (e.symm x) = x

Tactic:
simp

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
⊢ x ∈ map (↑e) p ↔ e.symm x ∈ p

Tactic:
rw [Submodule.mem_map]

Result:
R : Type u_1
R₂ : Type u_3
M : Type u_5
M₂ : Type u_7
inst✝⁷ : Semiring R
inst✝⁶ : Semiring R₂
inst✝⁵ : AddCommMonoid M
inst✝⁴ : AddCommMonoid M₂
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R₂ M₂
τ₁₂ : R →+* R₂
τ₂₁ : R₂ →+* R
inst✝¹ : RingHomInvPair τ₁₂ τ₂₁
inst✝ : RingHomInvPair τ₂₁ τ₁₂
p : Submodule R M
e : M ≃ₛₗ[τ₁₂] M₂
x : M₂
⊢ (∃ y ∈ p, ↑e y = x) ↔ e.symm x ∈ p