-- Mathlib/Algebra/Module/Basic.lean
theorem map_inv_natCast_smul [AddCommMonoid M] [AddCommMonoid M₂] {F : Type*} [FunLike F M M₂]
    [AddMonoidHomClass F M M₂] (f : F) (R S : Type*)
    [DivisionSemiring R] [DivisionSemiring S] [Module R M]
    [Module S M₂] (n : ℕ) (x : M) : f ((n⁻¹ : R) • x) = (n⁻¹ : S) • f x

Proof state:
case neg
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
hR : ↑n = 0
hS : ¬↑n = 0
⊢ f ((↑n)⁻¹ • x) = (↑n)⁻¹ • f x

Tactic:
suffices ∀ y, f y = 0 by rw [this, this, smul_zero]

Result:
case neg
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
hR : ↑n = 0
hS : ¬↑n = 0
⊢ ∀ (y : M), f y = 0

Proof state:
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
hR : ↑n = 0
hS : ¬↑n = 0
this : ∀ (y : M), f y = 0
⊢ f ((↑n)⁻¹ • x) = (↑n)⁻¹ • f x

Tactic:
rw [this, this, smul_zero]

Result:
no goals

Proof state:
case pos
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
hR : ¬↑n = 0
hS : ↑n = 0
x : M
⊢ f x = 0

Tactic:
rw [← smul_inv_smul₀ hR x, map_natCast_smul f R S, hS, zero_smul]

Result:
no goals

Proof state:
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
⊢ f ((↑n)⁻¹ • x) = (↑n)⁻¹ • f x

Tactic:
by_cases hR : (n : R) = 0 <;> by_cases hS : (n : S) = 0

Result:
case pos
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
hR : ↑n = 0
hS : ↑n = 0
⊢ f ((↑n)⁻¹ • x) = (↑n)⁻¹ • f x

case neg
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
hR : ↑n = 0
hS : ¬↑n = 0
⊢ f ((↑n)⁻¹ • x) = (↑n)⁻¹ • f x

case pos
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
hR : ¬↑n = 0
hS : ↑n = 0
⊢ f ((↑n)⁻¹ • x) = (↑n)⁻¹ • f x

case neg
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
hR : ¬↑n = 0
hS : ¬↑n = 0
⊢ f ((↑n)⁻¹ • x) = (↑n)⁻¹ • f x

Proof state:
case neg
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
hR : ↑n = 0
hS : ¬↑n = 0
x : M
⊢ f x = 0

Tactic:
rw [← inv_smul_smul₀ hS (f x), ← map_natCast_smul f R S]

Result:
case neg
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
hR : ↑n = 0
hS : ¬↑n = 0
x : M
⊢ (↑n)⁻¹ • f (↑n • x) = 0

Proof state:
case pos
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
hR : ↑n = 0
hS : ↑n = 0
⊢ f ((↑n)⁻¹ • x) = (↑n)⁻¹ • f x

Tactic:
simp [hR, hS, map_zero f]

Result:
no goals

Proof state:
case neg
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
hR : ¬↑n = 0
hS : ¬↑n = 0
⊢ f ((↑n)⁻¹ • x) = (↑n)⁻¹ • f x

Tactic:
rw [← inv_smul_smul₀ hS (f _), ← map_natCast_smul f R S, smul_inv_smul₀ hR]

Result:
no goals

Proof state:
case pos
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
hR : ¬↑n = 0
hS : ↑n = 0
⊢ ∀ (y : M), f y = 0

Tactic:
clear x

Result:
case pos
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
hR : ¬↑n = 0
hS : ↑n = 0
⊢ ∀ (y : M), f y = 0

Proof state:
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
x : M
hR : ¬↑n = 0
hS : ↑n = 0
this : ∀ (y : M), f y = 0
⊢ f ((↑n)⁻¹ • x) = (↑n)⁻¹ • f x

Tactic:
simp [this]

Result:
no goals

Proof state:
case pos
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
hR : ¬↑n = 0
hS : ↑n = 0
⊢ ∀ (y : M), f y = 0

Tactic:
intro x

Result:
case pos
M : Type u_3
M₂ : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommMonoid M
inst✝⁶ : AddCommMonoid M₂
F : Type u_5
inst✝⁵ : FunLike F M M₂
inst✝⁴ : AddMonoidHomClass F M M₂
f : F
R : Type u_6
S : Type u_7
inst✝³ : DivisionSemiring R
inst✝² : DivisionSemiring S
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module S M₂
n : ℕ
hR : ¬↑n = 0
hS : ↑n = 0
x : M
⊢ f x = 0