l3lab/ntp-mathlib huggingface dataset:
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    

Proof state:
case left
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅I, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆

Next tactic:
apply mono_lie_left
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    

Proof state:
case right
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆

Next tactic:
apply mono_lie_left
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [

Proof state:
case left.h
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ I ≤ I ⊔ J

Next tactic:
exact le_sup_left
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; 

Proof state:
case right.h
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ J ≤ I ⊔ J

Next tactic:
exact le_sup_right
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  

Proof state:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
⊢ ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆

Next tactic:
suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by 

Proof state:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
this : ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆
⊢ ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆

Next tactic:
exact le_antisymm this h
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  

Proof state:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
⊢ ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆

Next tactic:
rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]; 

Proof state:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
⊢ {m | ∃ x n, ⁅↑x, ↑n⁆ = m} ⊆ ↑(⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆)

Next tactic:
rintro m ⟨⟨x, hx⟩, n, h⟩
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]; rintro m ⟨⟨x, hx⟩, n, h⟩; 

Proof state:
case intro.mk.intro
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h✝ : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
m : M
x : L
hx : x ∈ I ⊔ J
n : ↥N
h : ⁅↑{ val := x, property := hx }, ↑n⁆ = m
⊢ m ∈ ↑(⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆)

Next tactic:
erw [LieSubmodule.mem_sup]
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]; rintro m ⟨⟨x, hx⟩, n, h⟩; erw [LieSubmodule.mem_sup]
  

Proof state:
case intro.mk.intro
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h✝ : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
m : M
x : L
hx : x ∈ I ⊔ J
n : ↥N
h : ⁅↑{ val := x, property := hx }, ↑n⁆ = m
⊢ ∃ y ∈ ⁅I, N⁆, ∃ z ∈ ⁅J, N⁆, y + z = m

Next tactic:
erw [LieSubmodule.mem_sup] at hx
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]; rintro m ⟨⟨x, hx⟩, n, h⟩; erw [LieSubmodule.mem_sup]
  erw [LieSubmodule.mem_sup] at hx; 

Proof state:
case intro.mk.intro
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h✝ : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
m : M
x : L
hx✝ : x ∈ I ⊔ J
hx : ∃ y ∈ I, ∃ z ∈ J, y + z = x
n : ↥N
h : ⁅↑{ val := x, property := hx✝ }, ↑n⁆ = m
⊢ ∃ y ∈ ⁅I, N⁆, ∃ z ∈ ⁅J, N⁆, y + z = m

Next tactic:
rcases hx with ⟨x₁, hx₁, x₂, hx₂, hx'⟩
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]; rintro m ⟨⟨x, hx⟩, n, h⟩; erw [LieSubmodule.mem_sup]
  erw [LieSubmodule.mem_sup] at hx; rcases hx with ⟨x₁, hx₁, x₂, hx₂, hx'⟩
  

Proof state:
case intro.mk.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h✝ : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
m : M
x : L
hx : x ∈ I ⊔ J
n : ↥N
h : ⁅↑{ val := x, property := hx }, ↑n⁆ = m
x₁ : L
hx₁ : x₁ ∈ I
x₂ : L
hx₂ : x₂ ∈ J
hx' : x₁ + x₂ = x
⊢ ∃ y ∈ ⁅I, N⁆, ∃ z ∈ ⁅J, N⁆, y + z = m

Next tactic:
use ⁅((⟨x₁, hx₁⟩ : I) : L), (n : N)⁆
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]; rintro m ⟨⟨x, hx⟩, n, h⟩; erw [LieSubmodule.mem_sup]
  erw [LieSubmodule.mem_sup] at hx; rcases hx with ⟨x₁, hx₁, x₂, hx₂, hx'⟩
  use ⁅((⟨x₁, hx₁⟩ : I) : L), (n : N)⁆; 

Proof state:
case h
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h✝ : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
m : M
x : L
hx : x ∈ I ⊔ J
n : ↥N
h : ⁅↑{ val := x, property := hx }, ↑n⁆ = m
x₁ : L
hx₁ : x₁ ∈ I
x₂ : L
hx₂ : x₂ ∈ J
hx' : x₁ + x₂ = x
⊢ ⁅↑{ val := x₁, property := hx₁ }, ↑n⁆ ∈ ⁅I, N⁆ ∧ ∃ z ∈ ⁅J, N⁆, ⁅↑{ val := x₁, property := hx₁ }, ↑n⁆ + z = m

Next tactic:
constructor
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]; rintro m ⟨⟨x, hx⟩, n, h⟩; erw [LieSubmodule.mem_sup]
  erw [LieSubmodule.mem_sup] at hx; rcases hx with ⟨x₁, hx₁, x₂, hx₂, hx'⟩
  use ⁅((⟨x₁, hx₁⟩ : I) : L), (n : N)⁆; constructor; · 

Proof state:
case h.left
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h✝ : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
m : M
x : L
hx : x ∈ I ⊔ J
n : ↥N
h : ⁅↑{ val := x, property := hx }, ↑n⁆ = m
x₁ : L
hx₁ : x₁ ∈ I
x₂ : L
hx₂ : x₂ ∈ J
hx' : x₁ + x₂ = x
⊢ ⁅↑{ val := x₁, property := hx₁ }, ↑n⁆ ∈ ⁅I, N⁆

Next tactic:
apply lie_coe_mem_lie
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]; rintro m ⟨⟨x, hx⟩, n, h⟩; erw [LieSubmodule.mem_sup]
  erw [LieSubmodule.mem_sup] at hx; rcases hx with ⟨x₁, hx₁, x₂, hx₂, hx'⟩
  use ⁅((⟨x₁, hx₁⟩ : I) : L), (n : N)⁆; constructor; · apply lie_coe_mem_lie
  

Proof state:
case h.right
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h✝ : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
m : M
x : L
hx : x ∈ I ⊔ J
n : ↥N
h : ⁅↑{ val := x, property := hx }, ↑n⁆ = m
x₁ : L
hx₁ : x₁ ∈ I
x₂ : L
hx₂ : x₂ ∈ J
hx' : x₁ + x₂ = x
⊢ ∃ z ∈ ⁅J, N⁆, ⁅↑{ val := x₁, property := hx₁ }, ↑n⁆ + z = m

Next tactic:
use ⁅((⟨x₂, hx₂⟩ : J) : L), (n : N)⁆
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]; rintro m ⟨⟨x, hx⟩, n, h⟩; erw [LieSubmodule.mem_sup]
  erw [LieSubmodule.mem_sup] at hx; rcases hx with ⟨x₁, hx₁, x₂, hx₂, hx'⟩
  use ⁅((⟨x₁, hx₁⟩ : I) : L), (n : N)⁆; constructor; · apply lie_coe_mem_lie
  use ⁅((⟨x₂, hx₂⟩ : J) : L), (n : N)⁆; 

Proof state:
case h
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h✝ : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
m : M
x : L
hx : x ∈ I ⊔ J
n : ↥N
h : ⁅↑{ val := x, property := hx }, ↑n⁆ = m
x₁ : L
hx₁ : x₁ ∈ I
x₂ : L
hx₂ : x₂ ∈ J
hx' : x₁ + x₂ = x
⊢ ⁅↑{ val := x₂, property := hx₂ }, ↑n⁆ ∈ ⁅J, N⁆ ∧
    ⁅↑{ val := x₁, property := hx₁ }, ↑n⁆ + ⁅↑{ val := x₂, property := hx₂ }, ↑n⁆ = m

Next tactic:
constructor
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]; rintro m ⟨⟨x, hx⟩, n, h⟩; erw [LieSubmodule.mem_sup]
  erw [LieSubmodule.mem_sup] at hx; rcases hx with ⟨x₁, hx₁, x₂, hx₂, hx'⟩
  use ⁅((⟨x₁, hx₁⟩ : I) : L), (n : N)⁆; constructor; · apply lie_coe_mem_lie
  use ⁅((⟨x₂, hx₂⟩ : J) : L), (n : N)⁆; constructor; · 

Proof state:
case h.left
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h✝ : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
m : M
x : L
hx : x ∈ I ⊔ J
n : ↥N
h : ⁅↑{ val := x, property := hx }, ↑n⁆ = m
x₁ : L
hx₁ : x₁ ∈ I
x₂ : L
hx₂ : x₂ ∈ J
hx' : x₁ + x₂ = x
⊢ ⁅↑{ val := x₂, property := hx₂ }, ↑n⁆ ∈ ⁅J, N⁆

Next tactic:
apply lie_coe_mem_lie
@[simp]
theorem sup_lie : ⁅I ⊔ J, N⁆ = ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ := by
  have h : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆ := by
    rw [sup_le_iff]; constructor <;>
    apply mono_lie_left <;> [exact le_sup_left; exact le_sup_right]
  suffices ⁅I ⊔ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ by exact le_antisymm this h
  rw [lieIdeal_oper_eq_span, lieSpan_le]; rintro m ⟨⟨x, hx⟩, n, h⟩; erw [LieSubmodule.mem_sup]
  erw [LieSubmodule.mem_sup] at hx; rcases hx with ⟨x₁, hx₁, x₂, hx₂, hx'⟩
  use ⁅((⟨x₁, hx₁⟩ : I) : L), (n : N)⁆; constructor; · apply lie_coe_mem_lie
  use ⁅((⟨x₂, hx₂⟩ : J) : L), (n : N)⁆; constructor; · apply lie_coe_mem_lie
  

Proof state:
case h.right
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
h✝ : ⁅I, N⁆ ⊔ ⁅J, N⁆ ≤ ⁅I ⊔ J, N⁆
m : M
x : L
hx : x ∈ I ⊔ J
n : ↥N
h : ⁅↑{ val := x, property := hx }, ↑n⁆ = m
x₁ : L
hx₁ : x₁ ∈ I
x₂ : L
hx₂ : x₂ ∈ J
hx' : x₁ + x₂ = x
⊢ ⁅↑{ val := x₁, property := hx₁ }, ↑n⁆ + ⁅↑{ val := x₂, property := hx₂ }, ↑n⁆ = m

Next tactic:
simp [← h, ← hx']
theorem lie_inf : ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅I, N'⁆ := by
  

Proof state:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅I, N'⁆

Next tactic:
rw [le_inf_iff]
theorem lie_inf : ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅I, N'⁆ := by
  rw [le_inf_iff]; 

Proof state:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ∧ ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N'⁆

Next tactic:
constructor <;>
  apply mono_lie_right <;> [exact inf_le_left; exact inf_le_right]
theorem lie_inf : ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅I, N'⁆ := by
  rw [le_inf_iff]; 

Proof state:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ∧ ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N'⁆

Next tactic:
constructor
theorem lie_inf : ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅I, N'⁆ := by
  rw [le_inf_iff]; constructor <;>
  

Proof state:
case left
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N⁆

Next tactic:
apply mono_lie_right
theorem lie_inf : ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅I, N'⁆ := by
  rw [le_inf_iff]; constructor <;>
  

Proof state:
case right
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N'⁆

Next tactic:
apply mono_lie_right
theorem lie_inf : ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅I, N'⁆ := by
  rw [le_inf_iff]; constructor <;>
  apply mono_lie_right <;> [

Proof state:
case left.h
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ N ⊓ N' ≤ N

Next tactic:
exact inf_le_left
theorem lie_inf : ⁅I, N ⊓ N'⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅I, N'⁆ := by
  rw [le_inf_iff]; constructor <;>
  apply mono_lie_right <;> [exact inf_le_left; 

Proof state:
case right.h
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ N ⊓ N' ≤ N'

Next tactic:
exact inf_le_right
theorem inf_lie : ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅J, N⁆ := by
  

Proof state:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅J, N⁆

Next tactic:
rw [le_inf_iff]
theorem inf_lie : ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅J, N⁆ := by
  rw [le_inf_iff]; 

Proof state:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ∧ ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅J, N⁆

Next tactic:
constructor <;>
  apply mono_lie_left <;> [exact inf_le_left; exact inf_le_right]
theorem inf_lie : ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅J, N⁆ := by
  rw [le_inf_iff]; 

Proof state:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ∧ ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅J, N⁆

Next tactic:
constructor
theorem inf_lie : ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅J, N⁆ := by
  rw [le_inf_iff]; constructor <;>
  

Proof state:
case left
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆

Next tactic:
apply mono_lie_left
theorem inf_lie : ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅J, N⁆ := by
  rw [le_inf_iff]; constructor <;>
  

Proof state:
case right
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅J, N⁆

Next tactic:
apply mono_lie_left
theorem inf_lie : ⁅I ⊓ J, N⁆ ≤ ⁅I, N⁆ ⊓ ⁅J, N⁆ := by
  rw [le_inf_iff]; constructor <;>
  apply mono_lie_left <;> [

Proof state:
case left.h
R : Type u
L : Type v
M : Type w
M₂ : Type w₁
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
N₂ : LieSubmodule R L M₂
⊢ I ⊓ J ≤ I

Next tactic:
exact inf_le_left