l3lab/ntp-mathlib huggingface dataset:
theorem fst_sup_snd : Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂ = ⊤ := by
  rw [eq_top_iff]
  

Proof state:
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q : Submodule R M₂
⊢ ⊤ ≤ fst R M M₂ ⊔ snd R M M₂

Next tactic:
rintro ⟨m, n⟩ -
theorem fst_sup_snd : Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂ = ⊤ := by
  rw [eq_top_iff]
  rintro ⟨m, n⟩ -
  

Proof state:
case mk
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q : Submodule R M₂
m : M
n : M₂
⊢ (m, n) ∈ fst R M M₂ ⊔ snd R M M₂

Next tactic:
rw [show (m, n) = (m, 0) + (0, n) by simp]
theorem fst_sup_snd : Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂ = ⊤ := by
  rw [eq_top_iff]
  rintro ⟨m, n⟩ -
  rw [show (m, n) = (m, 0) + (0, n) by 

Proof state:
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q : Submodule R M₂
m : M
n : M₂
⊢ (m, n) = (m, 0) + (0, n)

Next tactic:
simp
theorem fst_sup_snd : Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂ = ⊤ := by
  rw [eq_top_iff]
  rintro ⟨m, n⟩ -
  rw [show (m, n) = (m, 0) + (0, n) by simp]
  

Proof state:
case mk
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q : Submodule R M₂
m : M
n : M₂
⊢ (m, 0) + (0, n) ∈ fst R M M₂ ⊔ snd R M M₂

Next tactic:
apply Submodule.add_mem (Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂)
theorem fst_sup_snd : Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂ = ⊤ := by
  rw [eq_top_iff]
  rintro ⟨m, n⟩ -
  rw [show (m, n) = (m, 0) + (0, n) by simp]
  apply Submodule.add_mem (Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂)
  · 

Proof state:
case mk.h₁
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q : Submodule R M₂
m : M
n : M₂
⊢ (m, 0) ∈ fst R M M₂ ⊔ snd R M M₂

Next tactic:
exact Submodule.mem_sup_left (Submodule.mem_comap.mpr (by simp))
theorem fst_sup_snd : Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂ = ⊤ := by
  rw [eq_top_iff]
  rintro ⟨m, n⟩ -
  rw [show (m, n) = (m, 0) + (0, n) by simp]
  apply Submodule.add_mem (Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂)
  · exact Submodule.mem_sup_left (Submodule.mem_comap.mpr (by 

Proof state:
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q : Submodule R M₂
m : M
n : M₂
⊢ (LinearMap.snd R M M₂) (m, 0) ∈ ⊥

Next tactic:
simp
theorem fst_sup_snd : Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂ = ⊤ := by
  rw [eq_top_iff]
  rintro ⟨m, n⟩ -
  rw [show (m, n) = (m, 0) + (0, n) by simp]
  apply Submodule.add_mem (Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂)
  · exact Submodule.mem_sup_left (Submodule.mem_comap.mpr (by simp))
  · 

Proof state:
case mk.h₂
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q : Submodule R M₂
m : M
n : M₂
⊢ (0, n) ∈ fst R M M₂ ⊔ snd R M M₂

Next tactic:
exact Submodule.mem_sup_right (Submodule.mem_comap.mpr (by simp))
theorem fst_sup_snd : Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂ = ⊤ := by
  rw [eq_top_iff]
  rintro ⟨m, n⟩ -
  rw [show (m, n) = (m, 0) + (0, n) by simp]
  apply Submodule.add_mem (Submodule.fst R M M₂ ⊔ Submodule.snd R M M₂)
  · exact Submodule.mem_sup_left (Submodule.mem_comap.mpr (by simp))
  · exact Submodule.mem_sup_right (Submodule.mem_comap.mpr (by 

Proof state:
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q : Submodule R M₂
m : M
n : M₂
⊢ (LinearMap.fst R M M₂) (0, n) ∈ ⊥

Next tactic:
simp
theorem fst_inf_snd : Submodule.fst R M M₂ ⊓ Submodule.snd R M M₂ = ⊥ := by
  -- Porting note: was `tidy`
  

Proof state:
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q : Submodule R M₂
⊢ fst R M M₂ ⊓ snd R M M₂ = ⊥

Next tactic:
rw [eq_bot_iff]
theorem fst_inf_snd : Submodule.fst R M M₂ ⊓ Submodule.snd R M M₂ = ⊥ := by
  -- Porting note: was `tidy`
  rw [eq_bot_iff]; 

Proof state:
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q : Submodule R M₂
⊢ fst R M M₂ ⊓ snd R M M₂ ≤ ⊥

Next tactic:
rintro ⟨x, y⟩
theorem fst_inf_snd : Submodule.fst R M M₂ ⊓ Submodule.snd R M M₂ = ⊥ := by
  -- Porting note: was `tidy`
  rw [eq_bot_iff]; rintro ⟨x, y⟩
  

Proof state:
case mk
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q : Submodule R M₂
x : M
y : M₂
⊢ (x, y) ∈ fst R M M₂ ⊓ snd R M M₂ → (x, y) ∈ ⊥

Next tactic:
simp only [fst, comap_bot, snd, ge_iff_le, mem_inf, mem_ker, snd_apply, fst_apply, mem_bot,
    Prod.mk_eq_zero, and_comm, imp_self]
theorem le_prod_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    q ≤ p₁.prod p₂ ↔ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂ := by
  

Proof state:
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
⊢ q ≤ prod p₁ p₂ ↔ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂

Next tactic:
constructor
theorem le_prod_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    q ≤ p₁.prod p₂ ↔ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂ := by
  constructor
  · 

Proof state:
case mp
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
⊢ q ≤ prod p₁ p₂ → map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂

Next tactic:
intro h
theorem le_prod_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    q ≤ p₁.prod p₂ ↔ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂ := by
  constructor
  · intro h
    

Proof state:
case mp
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : q ≤ prod p₁ p₂
⊢ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂

Next tactic:
constructor
theorem le_prod_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    q ≤ p₁.prod p₂ ↔ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂ := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · 

Proof state:
case mp.left
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : q ≤ prod p₁ p₂
⊢ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁

Next tactic:
rintro x ⟨⟨y1, y2⟩, ⟨hy1, rfl⟩⟩
theorem le_prod_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    q ≤ p₁.prod p₂ ↔ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂ := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro x ⟨⟨y1, y2⟩, ⟨hy1, rfl⟩⟩
      

Proof state:
case mp.left.intro.mk.intro
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : q ≤ prod p₁ p₂
y1 : M
y2 : M₂
hy1 : (y1, y2) ∈ ↑q
⊢ (LinearMap.fst R M M₂) (y1, y2) ∈ p₁

Next tactic:
exact (h hy1).1
theorem le_prod_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    q ≤ p₁.prod p₂ ↔ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂ := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro x ⟨⟨y1, y2⟩, ⟨hy1, rfl⟩⟩
      exact (h hy1).1
    · 

Proof state:
case mp.right
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : q ≤ prod p₁ p₂
⊢ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂

Next tactic:
rintro x ⟨⟨y1, y2⟩, ⟨hy1, rfl⟩⟩
theorem le_prod_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    q ≤ p₁.prod p₂ ↔ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂ := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro x ⟨⟨y1, y2⟩, ⟨hy1, rfl⟩⟩
      exact (h hy1).1
    · rintro x ⟨⟨y1, y2⟩, ⟨hy1, rfl⟩⟩
      

Proof state:
case mp.right.intro.mk.intro
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : q ≤ prod p₁ p₂
y1 : M
y2 : M₂
hy1 : (y1, y2) ∈ ↑q
⊢ (LinearMap.snd R M M₂) (y1, y2) ∈ p₂

Next tactic:
exact (h hy1).2
theorem le_prod_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    q ≤ p₁.prod p₂ ↔ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂ := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro x ⟨⟨y1, y2⟩, ⟨hy1, rfl⟩⟩
      exact (h hy1).1
    · rintro x ⟨⟨y1, y2⟩, ⟨hy1, rfl⟩⟩
      exact (h hy1).2
  · 

Proof state:
case mpr
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
⊢ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂ → q ≤ prod p₁ p₂

Next tactic:
rintro ⟨hH, hK⟩ ⟨x1, x2⟩ h
theorem le_prod_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    q ≤ p₁.prod p₂ ↔ map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁ ∧ map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂ := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro x ⟨⟨y1, y2⟩, ⟨hy1, rfl⟩⟩
      exact (h hy1).1
    · rintro x ⟨⟨y1, y2⟩, ⟨hy1, rfl⟩⟩
      exact (h hy1).2
  · rintro ⟨hH, hK⟩ ⟨x1, x2⟩ h
    

Proof state:
case mpr.intro.mk
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
hH : map (LinearMap.fst R M M₂) q ≤ p₁
hK : map (LinearMap.snd R M M₂) q ≤ p₂
x1 : M
x2 : M₂
h : (x1, x2) ∈ q
⊢ (x1, x2) ∈ prod p₁ p₂

Next tactic:
exact ⟨hH ⟨_, h, rfl⟩, hK ⟨_, h, rfl⟩⟩
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  

Proof state:
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
⊢ prod p₁ p₂ ≤ q ↔ map (inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (inr R M M₂) p₂ ≤ q

Next tactic:
constructor
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · 

Proof state:
case mp
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
⊢ prod p₁ p₂ ≤ q → map (inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (inr R M M₂) p₂ ≤ q

Next tactic:
intro h
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · intro h
    

Proof state:
case mp
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : prod p₁ p₂ ≤ q
⊢ map (inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (inr R M M₂) p₂ ≤ q

Next tactic:
constructor
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · 

Proof state:
case mp.left
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : prod p₁ p₂ ≤ q
⊢ map (inl R M M₂) p₁ ≤ q

Next tactic:
rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      

Proof state:
case mp.left.intro.intro
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : prod p₁ p₂ ≤ q
x : M
hx : x ∈ ↑p₁
⊢ (inl R M M₂) x ∈ q

Next tactic:
apply h
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      

Proof state:
case mp.left.intro.intro.a
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : prod p₁ p₂ ≤ q
x : M
hx : x ∈ ↑p₁
⊢ (inl R M M₂) x ∈ prod p₁ p₂

Next tactic:
exact ⟨hx, zero_mem p₂⟩
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      exact ⟨hx, zero_mem p₂⟩
    · 

Proof state:
case mp.right
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : prod p₁ p₂ ≤ q
⊢ map (inr R M M₂) p₂ ≤ q

Next tactic:
rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      exact ⟨hx, zero_mem p₂⟩
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      

Proof state:
case mp.right.intro.intro
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : prod p₁ p₂ ≤ q
x : M₂
hx : x ∈ ↑p₂
⊢ (inr R M M₂) x ∈ q

Next tactic:
apply h
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      exact ⟨hx, zero_mem p₂⟩
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      

Proof state:
case mp.right.intro.intro.a
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
h : prod p₁ p₂ ≤ q
x : M₂
hx : x ∈ ↑p₂
⊢ (inr R M M₂) x ∈ prod p₁ p₂

Next tactic:
exact ⟨zero_mem p₁, hx⟩
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      exact ⟨hx, zero_mem p₂⟩
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      exact ⟨zero_mem p₁, hx⟩
  · 

Proof state:
case mpr
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
⊢ map (inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (inr R M M₂) p₂ ≤ q → prod p₁ p₂ ≤ q

Next tactic:
rintro ⟨hH, hK⟩ ⟨x1, x2⟩ ⟨h1, h2⟩
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      exact ⟨hx, zero_mem p₂⟩
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      exact ⟨zero_mem p₁, hx⟩
  · rintro ⟨hH, hK⟩ ⟨x1, x2⟩ ⟨h1, h2⟩
    

Proof state:
case mpr.intro.mk.intro
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
hH : map (inl R M M₂) p₁ ≤ q
hK : map (inr R M M₂) p₂ ≤ q
x1 : M
x2 : M₂
h1 : (x1, x2).1 ∈ ↑p₁
h2 : (x1, x2).2 ∈ ↑p₂
⊢ (x1, x2) ∈ q

Next tactic:
have h1' : (LinearMap.inl R _ _) x1 ∈ q := by
      apply hH
      simpa using h1
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      exact ⟨hx, zero_mem p₂⟩
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      exact ⟨zero_mem p₁, hx⟩
  · rintro ⟨hH, hK⟩ ⟨x1, x2⟩ ⟨h1, h2⟩
    have h1' : (LinearMap.inl R _ _) x1 ∈ q := by
      

Proof state:
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
hH : map (inl R M M₂) p₁ ≤ q
hK : map (inr R M M₂) p₂ ≤ q
x1 : M
x2 : M₂
h1 : (x1, x2).1 ∈ ↑p₁
h2 : (x1, x2).2 ∈ ↑p₂
⊢ (inl R M M₂) x1 ∈ q

Next tactic:
apply hH
theorem prod_le_iff {p₁ : Submodule R M} {p₂ : Submodule R M₂} {q : Submodule R (M × M₂)} :
    p₁.prod p₂ ≤ q ↔ map (LinearMap.inl R M M₂) p₁ ≤ q ∧ map (LinearMap.inr R M M₂) p₂ ≤ q := by
  constructor
  · intro h
    constructor
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      exact ⟨hx, zero_mem p₂⟩
    · rintro _ ⟨x, hx, rfl⟩
      apply h
      exact ⟨zero_mem p₁, hx⟩
  · rintro ⟨hH, hK⟩ ⟨x1, x2⟩ ⟨h1, h2⟩
    have h1' : (LinearMap.inl R _ _) x1 ∈ q := by
      apply hH
      

Proof state:
case a
R : Type u
K : Type u'
M : Type v
V : Type v'
M₂ : Type w
V₂ : Type w'
M₃ : Type y
V₃ : Type y'
M₄ : Type z
ι : Type x
M₅ : Type u_1
M₆ : Type u_2
inst✝⁴ : Semiring R
inst✝³ : AddCommMonoid M
inst✝² : AddCommMonoid M₂
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R M₂
p : Submodule R M
q✝ : Submodule R M₂
p₁ : Submodule R M
p₂ : Submodule R M₂
q : Submodule R (M × M₂)
hH : map (inl R M M₂) p₁ ≤ q
hK : map (inr R M M₂) p₂ ≤ q
x1 : M
x2 : M₂
h1 : (x1, x2).1 ∈ ↑p₁
h2 : (x1, x2).2 ∈ ↑p₂
⊢ (inl R M M₂) x1 ∈ map (inl R M M₂) p₁

Next tactic:
simpa using h1