l3lab/ntp-mathlib huggingface dataset:
@[simp]
theorem BilinForm.toMatrix'_comp (B : BilinForm R₂ (n → R₂)) (l r : (o → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂) :
    BilinForm.toMatrix' (B.comp l r) =
      (LinearMap.toMatrix' l)ᵀ * BilinForm.toMatrix' B * LinearMap.toMatrix' r := by
  ext i j
  simp only [BilinForm.toMatrix'_apply, BilinForm.comp_apply, transpose_apply, Matrix.mul_apply,
    LinearMap.toMatrix', LinearEquiv.coe_mk, sum_mul]
  rw [sum_comm]
  conv_lhs => rw [← BilinForm.sum_repr_mul_repr_mul (Pi.basisFun R₂ n) (l _) (r _)]
  rw [Finsupp.sum_fintype]
  · apply sum_congr rfl
    rintro i' -
    rw [Finsupp.sum_fintype]
    · apply sum_congr rfl
      rintro j' -
      

Proof state:
case a.h
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁸ : Semiring R
inst✝¹⁷ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁶ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁵ : Ring R₁
inst✝¹⁴ : AddCommGroup M₁
inst✝¹³ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹² : CommSemiring R₂
inst✝¹¹ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹⁰ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁹ : CommRing R₃
inst✝⁸ : AddCommGroup M₃
inst✝⁷ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : AddCommGroup V
inst✝⁴ : Module K V
B✝ : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : Fintype o
inst✝¹ : DecidableEq n
inst✝ : DecidableEq o
B : BilinForm R₂ (n → R₂)
l r : (o → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂
i j : o
i' j' : n
⊢ ((Pi.basisFun R₂ n).repr (l ((LinearMap.stdBasis R₂ (fun x => R₂) i) 1))) i' •
      ((Pi.basisFun R₂ n).repr (r ((LinearMap.stdBasis R₂ (fun x => R₂) j) 1))) j' •
        bilin B ((Pi.basisFun R₂ n) i') ((Pi.basisFun R₂ n) j') =
    of (fun i j => l ((LinearMap.stdBasis R₂ (fun x => R₂) j) 1) i) i' i *
        bilin B ((LinearMap.stdBasis R₂ (fun x => R₂) i') 1) ((LinearMap.stdBasis R₂ (fun x => R₂) j') 1) *
      of (fun i j => r ((LinearMap.stdBasis R₂ (fun x => R₂) j) 1) i) j' j

Next tactic:
simp only [smul_eq_mul, Pi.basisFun_repr, mul_assoc, mul_comm, mul_left_comm,
        Pi.basisFun_apply, of_apply]
@[simp]
theorem BilinForm.toMatrix'_comp (B : BilinForm R₂ (n → R₂)) (l r : (o → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂) :
    BilinForm.toMatrix' (B.comp l r) =
      (LinearMap.toMatrix' l)ᵀ * BilinForm.toMatrix' B * LinearMap.toMatrix' r := by
  ext i j
  simp only [BilinForm.toMatrix'_apply, BilinForm.comp_apply, transpose_apply, Matrix.mul_apply,
    LinearMap.toMatrix', LinearEquiv.coe_mk, sum_mul]
  rw [sum_comm]
  conv_lhs => rw [← BilinForm.sum_repr_mul_repr_mul (Pi.basisFun R₂ n) (l _) (r _)]
  rw [Finsupp.sum_fintype]
  · apply sum_congr rfl
    rintro i' -
    rw [Finsupp.sum_fintype]
    · apply sum_congr rfl
      rintro j' -
      simp only [smul_eq_mul, Pi.basisFun_repr, mul_assoc, mul_comm, mul_left_comm,
        Pi.basisFun_apply, of_apply]
    · 

Proof state:
case a.h.h
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁸ : Semiring R
inst✝¹⁷ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁶ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁵ : Ring R₁
inst✝¹⁴ : AddCommGroup M₁
inst✝¹³ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹² : CommSemiring R₂
inst✝¹¹ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹⁰ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁹ : CommRing R₃
inst✝⁸ : AddCommGroup M₃
inst✝⁷ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : AddCommGroup V
inst✝⁴ : Module K V
B✝ : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : Fintype o
inst✝¹ : DecidableEq n
inst✝ : DecidableEq o
B : BilinForm R₂ (n → R₂)
l r : (o → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂
i j : o
i' : n
⊢ ∀ (i_1 : n),
    ((Pi.basisFun R₂ n).repr (l ((LinearMap.stdBasis R₂ (fun x => R₂) i) 1))) i' •
        0 • bilin B ((Pi.basisFun R₂ n) i') ((Pi.basisFun R₂ n) i_1) =
      0

Next tactic:
intros
@[simp]
theorem BilinForm.toMatrix'_comp (B : BilinForm R₂ (n → R₂)) (l r : (o → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂) :
    BilinForm.toMatrix' (B.comp l r) =
      (LinearMap.toMatrix' l)ᵀ * BilinForm.toMatrix' B * LinearMap.toMatrix' r := by
  ext i j
  simp only [BilinForm.toMatrix'_apply, BilinForm.comp_apply, transpose_apply, Matrix.mul_apply,
    LinearMap.toMatrix', LinearEquiv.coe_mk, sum_mul]
  rw [sum_comm]
  conv_lhs => rw [← BilinForm.sum_repr_mul_repr_mul (Pi.basisFun R₂ n) (l _) (r _)]
  rw [Finsupp.sum_fintype]
  · apply sum_congr rfl
    rintro i' -
    rw [Finsupp.sum_fintype]
    · apply sum_congr rfl
      rintro j' -
      simp only [smul_eq_mul, Pi.basisFun_repr, mul_assoc, mul_comm, mul_left_comm,
        Pi.basisFun_apply, of_apply]
    · intros
      

Proof state:
case a.h.h
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁸ : Semiring R
inst✝¹⁷ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁶ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁵ : Ring R₁
inst✝¹⁴ : AddCommGroup M₁
inst✝¹³ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹² : CommSemiring R₂
inst✝¹¹ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹⁰ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁹ : CommRing R₃
inst✝⁸ : AddCommGroup M₃
inst✝⁷ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : AddCommGroup V
inst✝⁴ : Module K V
B✝ : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : Fintype o
inst✝¹ : DecidableEq n
inst✝ : DecidableEq o
B : BilinForm R₂ (n → R₂)
l r : (o → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂
i j : o
i' i✝ : n
⊢ ((Pi.basisFun R₂ n).repr (l ((LinearMap.stdBasis R₂ (fun x => R₂) i) 1))) i' •
      0 • bilin B ((Pi.basisFun R₂ n) i') ((Pi.basisFun R₂ n) i✝) =
    0

Next tactic:
simp only [zero_smul, smul_zero]
@[simp]
theorem BilinForm.toMatrix'_comp (B : BilinForm R₂ (n → R₂)) (l r : (o → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂) :
    BilinForm.toMatrix' (B.comp l r) =
      (LinearMap.toMatrix' l)ᵀ * BilinForm.toMatrix' B * LinearMap.toMatrix' r := by
  ext i j
  simp only [BilinForm.toMatrix'_apply, BilinForm.comp_apply, transpose_apply, Matrix.mul_apply,
    LinearMap.toMatrix', LinearEquiv.coe_mk, sum_mul]
  rw [sum_comm]
  conv_lhs => rw [← BilinForm.sum_repr_mul_repr_mul (Pi.basisFun R₂ n) (l _) (r _)]
  rw [Finsupp.sum_fintype]
  · apply sum_congr rfl
    rintro i' -
    rw [Finsupp.sum_fintype]
    · apply sum_congr rfl
      rintro j' -
      simp only [smul_eq_mul, Pi.basisFun_repr, mul_assoc, mul_comm, mul_left_comm,
        Pi.basisFun_apply, of_apply]
    · intros
      simp only [zero_smul, smul_zero]
  · 

Proof state:
case a.h.h
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁸ : Semiring R
inst✝¹⁷ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁶ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁵ : Ring R₁
inst✝¹⁴ : AddCommGroup M₁
inst✝¹³ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹² : CommSemiring R₂
inst✝¹¹ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹⁰ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁹ : CommRing R₃
inst✝⁸ : AddCommGroup M₃
inst✝⁷ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : AddCommGroup V
inst✝⁴ : Module K V
B✝ : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : Fintype o
inst✝¹ : DecidableEq n
inst✝ : DecidableEq o
B : BilinForm R₂ (n → R₂)
l r : (o → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂
i j : o
⊢ ∀ (i : n),
    (Finsupp.sum ((Pi.basisFun R₂ n).repr (r ((LinearMap.stdBasis R₂ (fun x => R₂) j) 1))) fun j yj =>
        0 • yj • bilin B ((Pi.basisFun R₂ n) i) ((Pi.basisFun R₂ n) j)) =
      0

Next tactic:
intros
@[simp]
theorem BilinForm.toMatrix'_comp (B : BilinForm R₂ (n → R₂)) (l r : (o → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂) :
    BilinForm.toMatrix' (B.comp l r) =
      (LinearMap.toMatrix' l)ᵀ * BilinForm.toMatrix' B * LinearMap.toMatrix' r := by
  ext i j
  simp only [BilinForm.toMatrix'_apply, BilinForm.comp_apply, transpose_apply, Matrix.mul_apply,
    LinearMap.toMatrix', LinearEquiv.coe_mk, sum_mul]
  rw [sum_comm]
  conv_lhs => rw [← BilinForm.sum_repr_mul_repr_mul (Pi.basisFun R₂ n) (l _) (r _)]
  rw [Finsupp.sum_fintype]
  · apply sum_congr rfl
    rintro i' -
    rw [Finsupp.sum_fintype]
    · apply sum_congr rfl
      rintro j' -
      simp only [smul_eq_mul, Pi.basisFun_repr, mul_assoc, mul_comm, mul_left_comm,
        Pi.basisFun_apply, of_apply]
    · intros
      simp only [zero_smul, smul_zero]
  · intros
    

Proof state:
case a.h.h
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁸ : Semiring R
inst✝¹⁷ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁶ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁵ : Ring R₁
inst✝¹⁴ : AddCommGroup M₁
inst✝¹³ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹² : CommSemiring R₂
inst✝¹¹ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹⁰ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁹ : CommRing R₃
inst✝⁸ : AddCommGroup M₃
inst✝⁷ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : AddCommGroup V
inst✝⁴ : Module K V
B✝ : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : Fintype o
inst✝¹ : DecidableEq n
inst✝ : DecidableEq o
B : BilinForm R₂ (n → R₂)
l r : (o → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂
i j : o
i✝ : n
⊢ (Finsupp.sum ((Pi.basisFun R₂ n).repr (r ((LinearMap.stdBasis R₂ (fun x => R₂) j) 1))) fun j yj =>
      0 • yj • bilin B ((Pi.basisFun R₂ n) i✝) ((Pi.basisFun R₂ n) j)) =
    0

Next tactic:
simp only [zero_smul, Finsupp.sum_zero]
theorem BilinForm.toMatrix'_compLeft (B : BilinForm R₂ (n → R₂)) (f : (n → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂) :
    BilinForm.toMatrix' (B.compLeft f) = (LinearMap.toMatrix' f)ᵀ * BilinForm.toMatrix' B := by
  

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁸ : Semiring R
inst✝¹⁷ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁶ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁵ : Ring R₁
inst✝¹⁴ : AddCommGroup M₁
inst✝¹³ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹² : CommSemiring R₂
inst✝¹¹ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹⁰ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁹ : CommRing R₃
inst✝⁸ : AddCommGroup M₃
inst✝⁷ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : AddCommGroup V
inst✝⁴ : Module K V
B✝ : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : Fintype o
inst✝¹ : DecidableEq n
inst✝ : DecidableEq o
B : BilinForm R₂ (n → R₂)
f : (n → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂
⊢ toMatrix' (compLeft B f) = (LinearMap.toMatrix' f)ᵀ * toMatrix' B

Next tactic:
simp only [BilinForm.compLeft, BilinForm.toMatrix'_comp, toMatrix'_id, Matrix.mul_one]
theorem BilinForm.toMatrix'_compRight (B : BilinForm R₂ (n → R₂)) (f : (n → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂) :
    BilinForm.toMatrix' (B.compRight f) = BilinForm.toMatrix' B * LinearMap.toMatrix' f := by
  

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁸ : Semiring R
inst✝¹⁷ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁶ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁵ : Ring R₁
inst✝¹⁴ : AddCommGroup M₁
inst✝¹³ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹² : CommSemiring R₂
inst✝¹¹ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹⁰ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁹ : CommRing R₃
inst✝⁸ : AddCommGroup M₃
inst✝⁷ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : AddCommGroup V
inst✝⁴ : Module K V
B✝ : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : Fintype o
inst✝¹ : DecidableEq n
inst✝ : DecidableEq o
B : BilinForm R₂ (n → R₂)
f : (n → R₂) →ₗ[R₂] n → R₂
⊢ toMatrix' (compRight B f) = toMatrix' B * LinearMap.toMatrix' f

Next tactic:
simp only [BilinForm.compRight, BilinForm.toMatrix'_comp, toMatrix'_id, transpose_one,
    Matrix.one_mul]
theorem BilinForm.mul_toMatrix'_mul (B : BilinForm R₂ (n → R₂)) (M : Matrix o n R₂)
    (N : Matrix n o R₂) : M * BilinForm.toMatrix' B * N =
      BilinForm.toMatrix' (B.comp (Matrix.toLin' Mᵀ) (Matrix.toLin' N)) := by
  

Proof state:
R : Type u_1
M✝ : Type u_2
inst✝¹⁸ : Semiring R
inst✝¹⁷ : AddCommMonoid M✝
inst✝¹⁶ : Module R M✝
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁵ : Ring R₁
inst✝¹⁴ : AddCommGroup M₁
inst✝¹³ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹² : CommSemiring R₂
inst✝¹¹ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹⁰ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁹ : CommRing R₃
inst✝⁸ : AddCommGroup M₃
inst✝⁷ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : AddCommGroup V
inst✝⁴ : Module K V
B✝ : BilinForm R M✝
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : Fintype o
inst✝¹ : DecidableEq n
inst✝ : DecidableEq o
B : BilinForm R₂ (n → R₂)
M : Matrix o n R₂
N : Matrix n o R₂
⊢ M * toMatrix' B * N = toMatrix' (comp B (Matrix.toLin' Mᵀ) (Matrix.toLin' N))

Next tactic:
simp only [B.toMatrix'_comp, transpose_transpose, toMatrix'_toLin']
theorem BilinForm.mul_toMatrix' (B : BilinForm R₂ (n → R₂)) (M : Matrix n n R₂) :
    M * BilinForm.toMatrix' B = BilinForm.toMatrix' (B.compLeft (Matrix.toLin' Mᵀ)) := by
  

Proof state:
R : Type u_1
M✝ : Type u_2
inst✝¹⁸ : Semiring R
inst✝¹⁷ : AddCommMonoid M✝
inst✝¹⁶ : Module R M✝
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁵ : Ring R₁
inst✝¹⁴ : AddCommGroup M₁
inst✝¹³ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹² : CommSemiring R₂
inst✝¹¹ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹⁰ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁹ : CommRing R₃
inst✝⁸ : AddCommGroup M₃
inst✝⁷ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : AddCommGroup V
inst✝⁴ : Module K V
B✝ : BilinForm R M✝
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : Fintype o
inst✝¹ : DecidableEq n
inst✝ : DecidableEq o
B : BilinForm R₂ (n → R₂)
M : Matrix n n R₂
⊢ M * toMatrix' B = toMatrix' (compLeft B (Matrix.toLin' Mᵀ))

Next tactic:
simp only [toMatrix'_compLeft, transpose_transpose, toMatrix'_toLin']
theorem BilinForm.toMatrix'_mul (B : BilinForm R₂ (n → R₂)) (M : Matrix n n R₂) :
    BilinForm.toMatrix' B * M = BilinForm.toMatrix' (B.compRight (Matrix.toLin' M)) := by
  

Proof state:
R : Type u_1
M✝ : Type u_2
inst✝¹⁸ : Semiring R
inst✝¹⁷ : AddCommMonoid M✝
inst✝¹⁶ : Module R M✝
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁵ : Ring R₁
inst✝¹⁴ : AddCommGroup M₁
inst✝¹³ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹² : CommSemiring R₂
inst✝¹¹ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹⁰ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁹ : CommRing R₃
inst✝⁸ : AddCommGroup M₃
inst✝⁷ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : AddCommGroup V
inst✝⁴ : Module K V
B✝ : BilinForm R M✝
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : Fintype o
inst✝¹ : DecidableEq n
inst✝ : DecidableEq o
B : BilinForm R₂ (n → R₂)
M : Matrix n n R₂
⊢ toMatrix' B * M = toMatrix' (compRight B (Matrix.toLin' M))

Next tactic:
simp only [toMatrix'_compRight, toMatrix'_toLin']
theorem Matrix.toBilin'_comp (M : Matrix n n R₂) (P Q : Matrix n o R₂) :
    M.toBilin'.comp (Matrix.toLin' P) (Matrix.toLin' Q) = Matrix.toBilin' (Pᵀ * M * Q) :=
  BilinForm.toMatrix'.injective
    (by 

Proof state:
R : Type u_1
M✝ : Type u_2
inst✝¹⁸ : Semiring R
inst✝¹⁷ : AddCommMonoid M✝
inst✝¹⁶ : Module R M✝
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁵ : Ring R₁
inst✝¹⁴ : AddCommGroup M₁
inst✝¹³ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹² : CommSemiring R₂
inst✝¹¹ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹⁰ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁹ : CommRing R₃
inst✝⁸ : AddCommGroup M₃
inst✝⁷ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : AddCommGroup V
inst✝⁴ : Module K V
B : BilinForm R M✝
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : Fintype o
inst✝¹ : DecidableEq n
inst✝ : DecidableEq o
M : Matrix n n R₂
P Q : Matrix n o R₂
⊢ BilinForm.toMatrix' (BilinForm.comp (toBilin' M) (toLin' P) (toLin' Q)) = BilinForm.toMatrix' (toBilin' (Pᵀ * M * Q))

Next tactic:
simp only [BilinForm.toMatrix'_comp, BilinForm.toMatrix'_toBilin', toMatrix'_toLin']
@[simp]
theorem BilinForm.toMatrix_apply (B : BilinForm R₂ M₂) (i j : n) :
    BilinForm.toMatrix b B i j = B (b i) (b j) := by
  

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁷ : Semiring R
inst✝¹⁶ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁵ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁴ : Ring R₁
inst✝¹³ : AddCommGroup M₁
inst✝¹² : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹¹ : CommSemiring R₂
inst✝¹⁰ : AddCommMonoid M₂
inst✝⁹ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁸ : CommRing R₃
inst✝⁷ : AddCommGroup M₃
inst✝⁶ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : AddCommGroup V
inst✝³ : Module K V
B✝ : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝² : Fintype n
inst✝¹ : Fintype o
inst✝ : DecidableEq n
b : Basis n R₂ M₂
B : BilinForm R₂ M₂
i j : n
⊢ (toMatrix b) B i j = bilin B (b i) (b j)

Next tactic:
rw [BilinForm.toMatrix, LinearEquiv.trans_apply, BilinForm.toMatrix'_apply, congr_apply,
    b.equivFun_symm_stdBasis, b.equivFun_symm_stdBasis]
@[simp]
theorem Matrix.toBilin_apply (M : Matrix n n R₂) (x y : M₂) :
    Matrix.toBilin b M x y = ∑ i, ∑ j, b.repr x i * M i j * b.repr y j := by
  

Proof state:
R : Type u_1
M✝ : Type u_2
inst✝¹⁷ : Semiring R
inst✝¹⁶ : AddCommMonoid M✝
inst✝¹⁵ : Module R M✝
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁴ : Ring R₁
inst✝¹³ : AddCommGroup M₁
inst✝¹² : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹¹ : CommSemiring R₂
inst✝¹⁰ : AddCommMonoid M₂
inst✝⁹ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁸ : CommRing R₃
inst✝⁷ : AddCommGroup M₃
inst✝⁶ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : AddCommGroup V
inst✝³ : Module K V
B : BilinForm R M✝
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝² : Fintype n
inst✝¹ : Fintype o
inst✝ : DecidableEq n
b : Basis n R₂ M₂
M : Matrix n n R₂
x y : M₂
⊢ bilin ((toBilin b) M) x y = ∑ i : n, ∑ j : n, (b.repr x) i * M i j * (b.repr y) j

Next tactic:
rw [Matrix.toBilin, BilinForm.toMatrix, LinearEquiv.symm_trans_apply, ← Matrix.toBilin']
@[simp]
theorem Matrix.toBilin_apply (M : Matrix n n R₂) (x y : M₂) :
    Matrix.toBilin b M x y = ∑ i, ∑ j, b.repr x i * M i j * b.repr y j := by
  rw [Matrix.toBilin, BilinForm.toMatrix, LinearEquiv.symm_trans_apply, ← Matrix.toBilin']
  

Proof state:
R : Type u_1
M✝ : Type u_2
inst✝¹⁷ : Semiring R
inst✝¹⁶ : AddCommMonoid M✝
inst✝¹⁵ : Module R M✝
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁴ : Ring R₁
inst✝¹³ : AddCommGroup M₁
inst✝¹² : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹¹ : CommSemiring R₂
inst✝¹⁰ : AddCommMonoid M₂
inst✝⁹ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁸ : CommRing R₃
inst✝⁷ : AddCommGroup M₃
inst✝⁶ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : AddCommGroup V
inst✝³ : Module K V
B : BilinForm R M✝
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝² : Fintype n
inst✝¹ : Fintype o
inst✝ : DecidableEq n
b : Basis n R₂ M₂
M : Matrix n n R₂
x y : M₂
⊢ bilin ((LinearEquiv.symm (BilinForm.congr (Basis.equivFun b))) (toBilin' M)) x y =
    ∑ i : n, ∑ j : n, (b.repr x) i * M i j * (b.repr y) j

Next tactic:
simp only [congr_symm, congr_apply, LinearEquiv.symm_symm, Matrix.toBilin'_apply,
    Basis.equivFun_apply]
theorem BilinearForm.toMatrixAux_eq (B : BilinForm R₂ M₂) :
    BilinForm.toMatrixAux (R₂ := R₂) b B = BilinForm.toMatrix b B :=
  ext fun i j => by 

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁷ : Semiring R
inst✝¹⁶ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁵ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁴ : Ring R₁
inst✝¹³ : AddCommGroup M₁
inst✝¹² : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹¹ : CommSemiring R₂
inst✝¹⁰ : AddCommMonoid M₂
inst✝⁹ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁸ : CommRing R₃
inst✝⁷ : AddCommGroup M₃
inst✝⁶ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : AddCommGroup V
inst✝³ : Module K V
B✝ : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝² : Fintype n
inst✝¹ : Fintype o
inst✝ : DecidableEq n
b : Basis n R₂ M₂
B : BilinForm R₂ M₂
i j : n
⊢ (toMatrixAux ⇑b) B i j = (BilinForm.toMatrix b) B i j

Next tactic:
rw [BilinForm.toMatrix_apply, BilinForm.toMatrixAux_apply]
theorem Matrix.toBilin_basisFun : Matrix.toBilin (Pi.basisFun R₂ n) = Matrix.toBilin' := by
  

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁷ : Semiring R
inst✝¹⁶ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁵ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁴ : Ring R₁
inst✝¹³ : AddCommGroup M₁
inst✝¹² : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹¹ : CommSemiring R₂
inst✝¹⁰ : AddCommMonoid M₂
inst✝⁹ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁸ : CommRing R₃
inst✝⁷ : AddCommGroup M₃
inst✝⁶ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : AddCommGroup V
inst✝³ : Module K V
B : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝² : Fintype n
inst✝¹ : Fintype o
inst✝ : DecidableEq n
b : Basis n R₂ M₂
⊢ toBilin (Pi.basisFun R₂ n) = toBilin'

Next tactic:
ext M
theorem Matrix.toBilin_basisFun : Matrix.toBilin (Pi.basisFun R₂ n) = Matrix.toBilin' := by
  ext M
  

Proof state:
case h.H
R : Type u_1
M✝ : Type u_2
inst✝¹⁷ : Semiring R
inst✝¹⁶ : AddCommMonoid M✝
inst✝¹⁵ : Module R M✝
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁴ : Ring R₁
inst✝¹³ : AddCommGroup M₁
inst✝¹² : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹¹ : CommSemiring R₂
inst✝¹⁰ : AddCommMonoid M₂
inst✝⁹ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁸ : CommRing R₃
inst✝⁷ : AddCommGroup M₃
inst✝⁶ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : AddCommGroup V
inst✝³ : Module K V
B : BilinForm R M✝
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝² : Fintype n
inst✝¹ : Fintype o
inst✝ : DecidableEq n
b : Basis n R₂ M₂
M : Matrix n n R₂
x✝ y✝ : n → R₂
⊢ bilin ((toBilin (Pi.basisFun R₂ n)) M) x✝ y✝ = bilin (toBilin' M) x✝ y✝

Next tactic:
simp only [Matrix.toBilin_apply, Matrix.toBilin'_apply, Pi.basisFun_repr]
theorem BilinForm.toMatrix_basisFun :
    BilinForm.toMatrix (Pi.basisFun R₂ n) = BilinForm.toMatrix' := by
  

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁷ : Semiring R
inst✝¹⁶ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁵ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁴ : Ring R₁
inst✝¹³ : AddCommGroup M₁
inst✝¹² : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹¹ : CommSemiring R₂
inst✝¹⁰ : AddCommMonoid M₂
inst✝⁹ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁸ : CommRing R₃
inst✝⁷ : AddCommGroup M₃
inst✝⁶ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : AddCommGroup V
inst✝³ : Module K V
B : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝² : Fintype n
inst✝¹ : Fintype o
inst✝ : DecidableEq n
b : Basis n R₂ M₂
⊢ toMatrix (Pi.basisFun R₂ n) = toMatrix'

Next tactic:
ext B
theorem BilinForm.toMatrix_basisFun :
    BilinForm.toMatrix (Pi.basisFun R₂ n) = BilinForm.toMatrix' := by
  ext B
  

Proof state:
case h.a.h
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝¹⁷ : Semiring R
inst✝¹⁶ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁵ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁴ : Ring R₁
inst✝¹³ : AddCommGroup M₁
inst✝¹² : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹¹ : CommSemiring R₂
inst✝¹⁰ : AddCommMonoid M₂
inst✝⁹ : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝⁸ : CommRing R₃
inst✝⁷ : AddCommGroup M₃
inst✝⁶ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : AddCommGroup V
inst✝³ : Module K V
B✝ : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝² : Fintype n
inst✝¹ : Fintype o
inst✝ : DecidableEq n
b : Basis n R₂ M₂
B : BilinForm R₂ (n → R₂)
i✝ x✝ : n
⊢ (toMatrix (Pi.basisFun R₂ n)) B i✝ x✝ = toMatrix' B i✝ x✝

Next tactic:
rw [BilinForm.toMatrix_apply, BilinForm.toMatrix'_apply, Pi.basisFun_apply, Pi.basisFun_apply]
theorem BilinForm.toMatrix_comp (B : BilinForm R₂ M₂) (l r : M₂' →ₗ[R₂] M₂) :
    BilinForm.toMatrix c (B.comp l r) =
      (LinearMap.toMatrix c b l)ᵀ * BilinForm.toMatrix b B * LinearMap.toMatrix c b r := by
  

Proof state:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝²⁰ : Semiring R
inst✝¹⁹ : AddCommMonoid M
inst✝¹⁸ : Module R M
R₁ : Type u_3
M₁ : Type u_4
inst✝¹⁷ : Ring R₁
inst✝¹⁶ : AddCommGroup M₁
inst✝¹⁵ : Module R₁ M₁
R₂ : Type u_5
M₂ : Type u_6
inst✝¹⁴ : CommSemiring R₂
inst✝¹³ : AddCommMonoid M₂
inst✝¹² : Module R₂ M₂
R₃ : Type u_7
M₃ : Type u_8
inst✝¹¹ : CommRing R₃
inst✝¹⁰ : AddCommGroup M₃
inst✝⁹ : Module R₃ M₃
V : Type u_9
K : Type u_10
inst✝⁸ : Field K
inst✝⁷ : AddCommGroup V
inst✝⁶ : Module K V
B✝ : BilinForm R M
B₁ : BilinForm R₁ M₁
B₂ : BilinForm R₂ M₂
n : Type u_11
o : Type u_12
inst✝⁵ : Fintype n
inst✝⁴ : Fintype o
inst✝³ : DecidableEq n
b : Basis n R₂ M₂
M₂' : Type u_13
inst✝² : AddCommMonoid M₂'
inst✝¹ : Module R₂ M₂'
c : Basis o R₂ M₂'
inst✝ : DecidableEq o
B : BilinForm R₂ M₂
l r : M₂' →ₗ[R₂] M₂
⊢ (toMatrix c) (comp B l r) = ((LinearMap.toMatrix c b) l)ᵀ * (toMatrix b) B * (LinearMap.toMatrix c b) r

Next tactic:
ext i j