mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Transvection.Basic

Goal state before:
pp: R : Type u_3
V : Type u_4
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : Free R V
inst✝ : Module.Finite R V
f : Dual R V
v : V
hR : Nontrivial R
n : ℕ := finrank R V
b : Basis (Fin n) R V
S : Type := MvPolynomial (Fin n ⊕ Fin n) ℤ
γ : S →+* R := ↑(MvPolynomial.aeval (Sum.elim (fun i ↦ f (b i)) fun i ↦ (b.coord i) v))
this : IsDomain S
x✝² : Algebra S R := γ.toAlgebra
x✝¹ : Module S V := compHom V γ
x✝ : IsScalarTower S R V
ε : (Fin n → S) →ₗ[S] V := Fintype.linearCombination S fun i ↦ b i
ibc : IsBaseChange R ε
M : Type := Fin n → S
hε : ∀ (i : Fin n), ε (Pi.single i 1) = b i
fM : Dual S M := Fintype.linearCombination S fun i ↦ MvPolynomial.X (Sum.inl i)
vM : M := fun i ↦ MvPolynomial.X (Sum.inr i)
i : Fin n
⊢ (algebraMap S R) (fM (Pi.single i 1)) = f (ε (Pi.single i 1))

Tactic:
Fintype.linearCombination_apply_single,

Goal state after:
R : Type u_3
V : Type u_4
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : Free R V
inst✝ : Module.Finite R V
f : Dual R V
v : V
hR : Nontrivial R
n : ℕ := finrank R V
b : Basis (Fin n) R V
S : Type := MvPolynomial (Fin n ⊕ Fin n) ℤ
γ : S →+* R := ↑(MvPolynomial.aeval (Sum.elim (fun i ↦ f (b i)) fun i ↦ (b.coord i) v))
this : IsDomain S
x✝² : Algebra S R := γ.toAlgebra
x✝¹ : Module S V := compHom V γ
x✝ : IsScalarTower S R V
ε : (Fin n → S) →ₗ[S] V := Fintype.linearCombination S fun i ↦ b i
ibc : IsBaseChange R ε
M : Type := Fin n → S
hε : ∀ (i : Fin n), ε (Pi.single i 1) = b i
fM : Dual S M := Fintype.linearCombination S fun i ↦ MvPolynomial.X (Sum.inl i)
vM : M := fun i ↦ MvPolynomial.X (Sum.inr i)
i : Fin n
⊢ (algebraMap S R) (1 • MvPolynomial.X (Sum.inl i)) = f (ε (Pi.single i 1))
Module: Mathlib.LinearAlgebra.TensorProduct.Graded.External

Goal state before:
pp: R : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝¹¹ : CommSemiring ι
inst✝¹⁰ : Module ι (Additive ℤˣ)
inst✝⁹ : DecidableEq ι
𝒜 : ι → Type u_3
ℬ : ι → Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : (i : ι) → AddCommGroup (𝒜 i)
inst✝⁶ : (i : ι) → AddCommGroup (ℬ i)
inst✝⁵ : (i : ι) → Module R (𝒜 i)
inst✝⁴ : (i : ι) → Module R (ℬ i)
inst✝³ : DirectSum.GRing 𝒜
inst✝² : DirectSum.GRing ℬ
inst✝¹ : DirectSum.GAlgebra R 𝒜
inst✝ : DirectSum.GAlgebra R ℬ
x : (⨁ (i : ι), 𝒜 i) ⊗[R] ⨁ (i : ι), ℬ i
r : R
i✝¹ : ι
x✝¹ : 𝒜 i✝¹
i✝ : ι
x✝ : ℬ i✝
⊢ ((lof R ι 𝒜 i✝¹) x✝¹ * (lof R ι 𝒜 0) (DirectSum.GAlgebra.toFun r)) ⊗ₜ[R] ((lof R ι ℬ i✝) x✝ * 1) =
    r • (lof R ι 𝒜 i✝¹) x✝¹ ⊗ₜ[R] (lof R ι ℬ i✝) x✝

Tactic:
smul_tmul',

Goal state after:
R : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝¹¹ : CommSemiring ι
inst✝¹⁰ : Module ι (Additive ℤˣ)
inst✝⁹ : DecidableEq ι
𝒜 : ι → Type u_3
ℬ : ι → Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : (i : ι) → AddCommGroup (𝒜 i)
inst✝⁶ : (i : ι) → AddCommGroup (ℬ i)
inst✝⁵ : (i : ι) → Module R (𝒜 i)
inst✝⁴ : (i : ι) → Module R (ℬ i)
inst✝³ : DirectSum.GRing 𝒜
inst✝² : DirectSum.GRing ℬ
inst✝¹ : DirectSum.GAlgebra R 𝒜
inst✝ : DirectSum.GAlgebra R ℬ
x : (⨁ (i : ι), 𝒜 i) ⊗[R] ⨁ (i : ι), ℬ i
r : R
i✝¹ : ι
x✝¹ : 𝒜 i✝¹
i✝ : ι
x✝ : ℬ i✝
⊢ ((lof R ι 𝒜 i✝¹) x✝¹ * (lof R ι 𝒜 0) (DirectSum.GAlgebra.toFun r)) ⊗ₜ[R] ((lof R ι ℬ i✝) x✝ * 1) =
    (r • (lof R ι 𝒜 i✝¹) x✝¹) ⊗ₜ[R] (lof R ι ℬ i✝) x✝
Module: Mathlib.LinearAlgebra.CliffordAlgebra.Prod

Goal state before:
pp: R : Type u_1
M₁ : Type u_2
M₂ : Type u_3
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup M₁
inst✝² : AddCommGroup M₂
inst✝¹ : Module R M₁
inst✝ : Module R M₂
Q₁ : QuadraticForm R M₁
Q₂ : QuadraticForm R M₂
m₂ : M₂
⊢ (toProd Q₁ Q₂) (1 ᵍ⊗ₜ[R] (ι Q₂) m₂) = (ι (QuadraticMap.prod Q₁ Q₂)) (0, m₂)

Tactic:
rw [toProd, GradedTensorProduct.lift_tmul, map_one, one_mul, map_apply_ι,
    QuadraticMap.Isometry.inr_apply]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.TensorProduct.Graded.Internal

Goal state before:
pp: R : Type u_1
ι : Type u_2
A : Type u_3
B : Type u_4
inst✝¹¹ : CommSemiring ι
inst✝¹⁰ : DecidableEq ι
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : Ring A
inst✝⁷ : Ring B
inst✝⁶ : Algebra R A
inst✝⁵ : Algebra R B
𝒜 : ι → Submodule R A
ℬ : ι → Submodule R B
inst✝⁴ : GradedAlgebra 𝒜
inst✝³ : GradedAlgebra ℬ
inst✝² : Module ι (Additive ℤˣ)
C : Type ?u.46
inst✝¹ : Ring C
inst✝ : Algebra R C
fg : { fg // ∀ ⦃i j : ι⦄ (a : ↥(𝒜 i)) (b : ↥(ℬ j)), fg.1 ↑a * fg.2 ↑b = (-1) ^ (j * i) • (fg.2 ↑b * fg.1 ↑a) }
⊢ (fun F ↦ ⟨(F.comp (includeLeft 𝒜 ℬ), F.comp (includeRight 𝒜 ℬ)), ⋯⟩) ((fun fg ↦ lift 𝒜 ℬ (↑fg).1 (↑fg).2 ⋯) fg) = fg

Tactic:
by ext <;> (dsimp; simp only [map_one, mul_one, one_mul])

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.CharP

Goal state before:
pp: n : Type u_1
R : Type u_2
inst✝³ : AddMonoidWithOne R
inst✝² : DecidableEq n
inst✝¹ : Nonempty n
p : ℕ
inst✝ : CharP R p
k : ℕ
⊢ (∀ (i : n), ↑k = 0) ↔ p ∣ k

Tactic:
CharP.cast_eq_zero_iff R p k,

Goal state after:
n : Type u_1
R : Type u_2
inst✝³ : AddMonoidWithOne R
inst✝² : DecidableEq n
inst✝¹ : Nonempty n
p : ℕ
inst✝ : CharP R p
k : ℕ
⊢ (∀ (i : n), p ∣ k) ↔ p ∣ k
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.Echelon.Pivot

Goal state before:
pp: case coe
m : Type u_1
n : Type u_2
R : Type u_3
inst✝² : Zero R
A : Matrix m n R
l : m → WithTop n
inst✝¹ : LinearOrder n
inst✝ : LT m
l' : m → WithTop n
hl : A.IsPivotedBy l
hl' : A.IsPivotedBy l'
i : m
c' : n
hc' : l' i = ↑c'
⊢ l i = ↑c'

Tactic:
| coe c' =>

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.Determinant.TotallyUnimodular

Goal state before:
pp: m : Type u_1
n : Type u_3
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : DecidableEq n
A : Matrix m n R
⊢ (fromRows 1 A).IsTotallyUnimodular ↔ A.IsTotallyUnimodular

Tactic:
have hA :
    fromRows (1 : Matrix n n R) A =
      (fromRows A (1 : Matrix n n R)).reindex (Equiv.sumComm m n) (Equiv.refl n) := by
    aesop
  rw [hA, reindex_isTotallyUnimodular, fromRows_one_isTotallyUnimodular_iff]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.GeneralLinearGroup.MvPolynomial

Goal state before:
pp: m : Type u_1
k : Type u_2
inst✝³ : Fintype m
inst✝² : DecidableEq m
inst✝¹ : Field k
inst✝ : Infinite k
p q : MvPolynomial (m × m) k
h : ∀ (g : GL m k), (eval fun ij ↦ ↑g ij.1 ij.2) p = (eval fun ij ↦ ↑g ij.1 ij.2) q
hprod : (p - q) * (Matrix.mvPolynomialX m m k).det = 0
⊢ p = q

Tactic:
exact sub_eq_zero.mp
    ((mul_eq_zero.mp hprod).resolve_right (Matrix.det_mvPolynomialX_ne_zero m k))

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.Irreducible.Defs

Goal state before:
pp: case succ
n : Type u_1
R : Type u_2
inst✝⁶ : Ring R
inst✝⁵ : LinearOrder R
A : Matrix n n R
inst✝⁴ : Fintype n
inst✝³ : IsOrderedRing R
inst✝² : PosMulStrictMono R
inst✝¹ : Nontrivial R
inst✝ : DecidableEq n
hA : ∀ (i j : n), 0 ≤ A i j
this : Quiver n := A.toQuiver
m : ℕ
ih : ∀ (i j : n), 0 < (A ^ m) i j ↔ Nonempty { p // p.length = m }
i j : n
⊢ 0 < (A ^ (m + 1)) i j ↔ Nonempty { p // p.length = m + 1 }

Tactic:
rw [pow_succ, mul_apply]
    constructor
    · intro h_pos
      obtain ⟨l, hl_mem, hl_pos⟩ :
          ∃ l ∈ (Finset.univ : Finset n), 0 < (A ^ m) i l * A l j := by
        simpa [Finset.sum_pos_iff_of_nonneg
                 (fun x _ => mul_nonneg (pow_apply_nonneg hA m i x) (hA x j))]
          using h_pos
      have hAm_nonneg : 0 ≤ (A ^ m) i l := pow_apply_nonneg hA m i l
      have hA_nonneg' : 0 ≤ A l j := hA l j
      have h_Am : 0 < (A ^ m) i l := by by_contra! h; simp [le_antisymm h hAm_nonneg] at hl_pos
      have h_A : 0 < A l j := by by_contra! h; simp [le_antisymm h hA_nonneg'] at hl_pos
      obtain ⟨⟨p, rfl⟩⟩ := (ih i l).mp h_Am
      exact ⟨p.cons (PLift.up h_A), by simp⟩
    · rintro ⟨p, hp_len⟩
      cases p with
      | nil => simp [Quiver.Path.length] at hp_len
      | @cons b _ q e =>
        simp only [Quiver.Path.length_cons, Nat.succ.injEq] at hp_len
        have h_Am_pos : 0 < (A ^ m) i b := (ih i b).mpr ⟨q, hp_len⟩
        let h_A_pos := e
        have h_prod : 0 < (A ^ m) i b * A b j := mul_pos h_Am_pos h_A_pos.down
        exact
          (Finset.sum_pos_iff_of_nonneg
            (fun x _ => mul_nonneg (pow_apply_nonneg hA m i x) (hA x j))).2
            ⟨b, Finset.mem_univ b, h_prod⟩

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.IsDiag

Goal state before:
pp: α : Type u_1
n : Type u_4
m : Type u_5
inst✝ : Zero α
A : Matrix m m α
D : Matrix n n α
ha : A.IsDiag
hd : D.IsDiag
⊢ (Matrix.fromBlocks A 0 0 D).IsDiag

Tactic:
rintro (i | i) (j | j) hij
  · exact ha (ne_of_apply_ne _ hij)
  · rfl
  · rfl
  · exact hd (ne_of_apply_ne _ hij)

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Multilinear.Pi

Goal state before:
pp: case inr
ι : Type uι
κ : ι → Type uκ
R : Type uR
M : (i : ι) → κ i → Type uM
N : ((i : ι) → κ i) → Type uN
inst✝⁶ : Semiring R
inst✝⁵ : (i : ι) → (k : κ i) → AddCommMonoid (M i k)
inst✝⁴ : (p : (i : ι) → κ i) → AddCommMonoid (N p)
inst✝³ : (i : ι) → (k : κ i) → Module R (M i k)
inst✝² : (p : (i : ι) → κ i) → Module R (N p)
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : (i : ι) → DecidableEq (κ i)
f : (p : (i : ι) → κ i) → MultilinearMap R (fun i ↦ M i (p i)) (N p)
p : (i : ι) → κ i
m : (i : ι) → M i (p i)
q : (i : ι) → κ i
hpq : p ≠ q
⊢ (piFamily f) (fun i ↦ Pi.single (p i) (m i)) q = Pi.single p ((f p) m) q

Tactic:
rw [Pi.single_eq_of_ne' hpq]
    rw [Function.ne_iff] at hpq
    obtain ⟨i, hpqi⟩ := hpq
    apply (f q).map_coord_zero i
    simp_rw [Pi.single_eq_of_ne' hpqi]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.Nonsingular

Goal state before:
pp: R : Type u_1
n : Type u_3
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n R
inst✝ : IsCancelAdd R
⊢ IsLeftRegular A ↔ IsRightRegular A

Tactic:
isLeftRegular_iff_nonsingular,

Goal state after:
R : Type u_1
n : Type u_3
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n R
inst✝ : IsCancelAdd R
⊢ A.Nonsingular ↔ IsRightRegular A
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.WithConv

Goal state before:
pp: n : Type u_2
α : Type u_3
inst✝³ : CommSemiring α
inst✝² : StarRing α
inst✝¹ : Fintype n
inst✝ : DecidableEq n
A : Matrix n n α
⊢ A.IsSymm ↔ star (toConv (toLin' A)) = toConv (toLin' (star A))

Tactic:
intrinsicStar_toLin',

Goal state after:
n : Type u_2
α : Type u_3
inst✝³ : CommSemiring α
inst✝² : StarRing α
inst✝¹ : Fintype n
inst✝ : DecidableEq n
A : Matrix n n α
⊢ A.IsSymm ↔ toConv (toLin' (A.map star)) = toConv (toLin' (star A))
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Projectivization.Action

Goal state before:
pp: K : Type u_1
V : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Field K
inst✝ : Module K V
this : IsMultiplyPretransitive (V ≃ₗ[K] V) (ℙ K V) 2
⊢ IsMultiplyPretransitive (SpecialLinearGroup K V) (ℙ K V) 2

Tactic:
rw [is_two_pretransitive_iff] at this ⊢

Goal state after:
K : Type u_1
V : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Field K
inst✝ : Module K V
this : ∀ {a b c d : ℙ K V}, a ≠ b → c ≠ d → ∃ g, g • a = c ∧ g • b = d
⊢ ∀ {a b c d : ℙ K V}, a ≠ b → c ≠ d → ∃ g, g • a = c ∧ g • b = d
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Projectivization.Action

Goal state before:
pp: case pos
K : Type u_1
V : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Field K
inst✝ : Module K V
this✝ : ∀ {a b c d : ℙ K V}, a ≠ b → c ≠ d → ∃ g, g • a = c ∧ g • b = d
D D' E E' : ℙ K V
hD : LinearIndependent K ![D.rep, D'.rep]
hE : E ≠ E'
g : V ≃ₗ[K] V
gD : g • D = E
gE : g • D' = E'
hV : FiniteDimensional K V
a : Kˣ
this : LinearIndepOn K id {D.rep, D'.rep}
s : Set V := ⋯.extend ⋯
b : Module.Basis (↑s) K V := Module.Basis.extend this
⊢ ∃ h, LinearEquiv.det h = a ∧ h • mk K D.rep ⋯ = mk K D.rep ⋯ ∧ h • mk K D'.rep ⋯ = mk K D'.rep ⋯

Tactic:
have hD_mem : D.rep ∈ s := LinearIndepOn.subset_extend _ _ (by simp)

Goal state after:
case pos
K : Type u_1
V : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Field K
inst✝ : Module K V
this✝ : ∀ {a b c d : ℙ K V}, a ≠ b → c ≠ d → ∃ g, g • a = c ∧ g • b = d
D D' E E' : ℙ K V
hD : LinearIndependent K ![D.rep, D'.rep]
hE : E ≠ E'
g : V ≃ₗ[K] V
gD : g • D = E
gE : g • D' = E'
hV : FiniteDimensional K V
a : Kˣ
this : LinearIndepOn K id {D.rep, D'.rep}
s : Set V := ⋯.extend ⋯
b : Module.Basis (↑s) K V := Module.Basis.extend this
hD_mem : D.rep ∈ s
⊢ ∃ h, LinearEquiv.det h = a ∧ h • mk K D.rep ⋯ = mk K D.rep ⋯ ∧ h • mk K D'.rep ⋯ = mk K D'.rep ⋯
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Projectivization.PSL.PSL2

Goal state before:
pp: F : Type u_2
inst✝ : Field F
a : F
ha : a ≠ 0
hasq : a ^ 2 ≠ 1
this✝ : Group.IsPerfect SL(2, F)
this : Group.IsPerfect PSL(2, F)
⊢ commutator PSL(2, F) = ⊤

Tactic:
exact this.commutator_eq_top

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.QuadraticForm.Signature

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_4
inst✝³ : Field 𝕜
inst✝² : LinearOrder 𝕜
ι : Type u_5
inst✝¹ : Fintype ι
w : ι → 𝕜
inst✝ : IsStrictOrderedRing 𝕜
s : Set ι
hs : ∀ i ∈ s, 0 < w i
⊢ ((weightedSumSquares 𝕜 w).restrict (Pi.spanSubset 𝕜 s)).PosDef

Tactic:
intro ⟨v, hv⟩ hv'

Goal state after:
𝕜 : Type u_4
inst✝³ : Field 𝕜
inst✝² : LinearOrder 𝕜
ι : Type u_5
inst✝¹ : Fintype ι
w : ι → 𝕜
inst✝ : IsStrictOrderedRing 𝕜
s : Set ι
hs : ∀ i ∈ s, 0 < w i
v : ι → 𝕜
hv : v ∈ Pi.spanSubset 𝕜 s
hv' : ⟨v, hv⟩ ≠ 0
⊢ 0 < ((weightedSumSquares 𝕜 w).restrict (Pi.spanSubset 𝕜 s)) ⟨v, hv⟩
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Lemmas

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : CharZero R
inst✝⁸ : IsDomain R
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : AddCommGroup N
inst✝⁴ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝³ : Finite ι
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
i j k l m : ι
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
hi : i ∈ b.support
hj : j ∈ b.support
hij : i ≠ j
h₁ : P.root k + P.root i = P.root l
h₂ : P.root k - P.root j = P.root m
this✝ : Module.IsReflexive R M
this : IsAddTorsionFree M
contra : P.IsG2
n : ι
h₃ : P.root n = P.root k + P.root i - P.root j
x y : ℤ
h₀ : x • P.root i + y • P.root j = P.root k
s : Set ℤ := {-3, -1, 0, 1, 3}
A : ℤ := P.pairingIn ℤ j i
⊢ False

Tactic:
have hki : P.root k ≠ P.root i := fun contra ↦ by
    replace h₁ : 2 • P.root i = P.root l := by rwa [contra, ← two_nsmul] at h₁
    exact P.nsmul_notMem_range_root ⟨_, h₁.symm⟩

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : CharZero R
inst✝⁸ : IsDomain R
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : AddCommGroup N
inst✝⁴ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝³ : Finite ι
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
i j k l m : ι
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
hi : i ∈ b.support
hj : j ∈ b.support
hij : i ≠ j
h₁ : P.root k + P.root i = P.root l
h₂ : P.root k - P.root j = P.root m
this✝ : Module.IsReflexive R M
this : IsAddTorsionFree M
contra : P.IsG2
n : ι
h₃ : P.root n = P.root k + P.root i - P.root j
x y : ℤ
h₀ : x • P.root i + y • P.root j = P.root k
s : Set ℤ := {-3, -1, 0, 1, 3}
A : ℤ := P.pairingIn ℤ j i
hki : P.root k ≠ P.root i
⊢ False
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Semisimple

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : IsDomain R
inst✝⁸ : CharZero R
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : AddCommGroup N
inst✝⁴ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝³ : P.IsCrystallographic
inst✝² : P.IsReduced
b : P.Base
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
i : ↥b.support
n : ℕ
hn : e i ^ n = 0
this : ω b * f i ^ n = e i ^ n * ω b
⊢ ω b * f i ^ n = 0

Tactic:
simp [this, hn]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Relations

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : Finite ι
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : IsDomain R
inst✝⁷ : CharZero R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : AddCommGroup N
inst✝³ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝¹ : Fintype ι
i : ↥b.support
inst✝ : P.IsReduced
k : ι
hki : k ≠ ↑i
hki' : k ≠ (P.reflectionPerm ↑i) ↑i
h_lin_ind : LinearIndependent R ![P.root ↑i, P.root k]
⊢ ((∑ x, if P.root k = P.root ↑i + P.root x then (↑(chainBotCoeff (↑i) x) + 1) * (↑(chainTopCoeff (↑i) k) + 1) else 0) -
      ∑ x,
        if P.root k = P.root x - P.root ↑i then (↑(chainTopCoeff (↑i) x) + 1) * (↑(chainBotCoeff (↑i) k) + 1) else 0) =
    ↑(chainBotCoeff (↑i) k) - ↑(chainTopCoeff (↑i) k)

Tactic:
rcases exists_or_forall_not (fun x ↦ P.root k = P.root i + P.root x) with ⟨x, hx⟩ | h₁

Goal state after:
case inl
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : Finite ι
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : IsDomain R
inst✝⁷ : CharZero R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : AddCommGroup N
inst✝³ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝¹ : Fintype ι
i : ↥b.support
inst✝ : P.IsReduced
k : ι
hki : k ≠ ↑i
hki' : k ≠ (P.reflectionPerm ↑i) ↑i
h_lin_ind : LinearIndependent R ![P.root ↑i, P.root k]
x : ι
hx : P.root k = P.root ↑i + P.root x
⊢ ((∑ x, if P.root k = P.root ↑i + P.root x then (↑(chainBotCoeff (↑i) x) + 1) * (↑(chainTopCoeff (↑i) k) + 1) else 0) -
      ∑ x,
        if P.root k = P.root x - P.root ↑i then (↑(chainTopCoeff (↑i) x) + 1) * (↑(chainBotCoeff (↑i) k) + 1) else 0) =
    ↑(chainBotCoeff (↑i) k) - ↑(chainTopCoeff (↑i) k)

case inr
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : Finite ι
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : IsDomain R
inst✝⁷ : CharZero R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : AddCommGroup N
inst✝³ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝¹ : Fintype ι
i : ↥b.support
inst✝ : P.IsReduced
k : ι
hki : k ≠ ↑i
hki' : k ≠ (P.reflectionPerm ↑i) ↑i
h_lin_ind : LinearIndependent R ![P.root ↑i, P.root k]
h₁ : ∀ (a : ι), ¬P.root k = P.root ↑i + P.root a
⊢ ((∑ x, if P.root k = P.root ↑i + P.root x then (↑(chainBotCoeff (↑i) x) + 1) * (↑(chainTopCoeff (↑i) k) + 1) else 0) -
      ∑ x,
        if P.root k = P.root x - P.root ↑i then (↑(chainTopCoeff (↑i) x) + 1) * (↑(chainBotCoeff (↑i) k) + 1) else 0) =
    ↑(chainBotCoeff (↑i) k) - ↑(chainTopCoeff (↑i) k)
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Relations

Goal state before:
pp: case inr.inr
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : Finite ι
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : IsDomain R
inst✝⁷ : CharZero R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : AddCommGroup N
inst✝³ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝¹ : Fintype ι
i : ↥b.support
inst✝ : P.IsReduced
this✝¹ : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
this✝ : Module.IsReflexive R M
this : IsAddTorsionFree M
k l : ι
⊢ ⁅e i, f i⁆ (Sum.inr k) (Sum.inr l) = h i (Sum.inr k) (Sum.inr l)

Tactic:
rcases eq_or_ne k i with rfl | hki
    · have hx (x : ι) : ¬ (P.root x = P.root i + P.root l ∧ P.root i = P.root x - P.root i) := by
        rintro ⟨-, contra⟩
        refine P.nsmul_notMem_range_root (n := 2) (i := i) ⟨x, ?_⟩
        rwa [eq_sub_iff_add_eq, ← two_smul ℕ, eq_comm] at contra
      simp only [e, f, h, P.ne_zero, P.ne_neg, Ring.lie_def, Fintype.sum_sum_type, Matrix.sub_apply,
        Matrix.mul_apply, Matrix.fromBlocks_apply₂₁, Matrix.of_apply, Matrix.fromBlocks_apply₂₂,
        left_eq_add, zero_mul, mul_zero, ite_mul, mul_ite, ← ite_and]
      rw [Finset.sum_eq_single_of_mem i (Finset.mem_univ _) (by aesop)]
      simp [hx, eq_comm]
    rcases eq_or_ne k (-i) with rfl | hki'
    · have hx (x : ι) : ¬ (P.root x = P.root l - P.root i ∧ P.root (-i) = P.root i + P.root x) := by
        rintro ⟨-, contra⟩
        refine P.nsmul_notMem_range_root (n := 2) (i := -i) ⟨x, ?_⟩
        replace contra : P.root x = -(P.root i + P.root i) := by
          simpa [neg_eq_iff_add_eq_zero, ← add_assoc, add_eq_zero_iff_eq_neg'] using contra
        simp [contra, two_smul]
      have aux (x : ι) : ¬ P.root (-i) = P.root x - P.root i := by
        simp [P.ne_zero x, eq_comm]
      simp only [e, f, h, Ring.lie_def, Matrix.sub_apply, Matrix.mul_apply, Fintype.sum_sum_type,
        Matrix.fromBlocks_apply₂₁, Matrix.of_apply, hki, reduceIte, zero_mul, Finset.sum_const_zero,
        Matrix.fromBlocks_apply₂₂, mul_ite, ite_mul, mul_zero, ← ite_and, if_neg (hx _), add_zero,
        aux, zero_sub, Matrix.diagonal_apply]
      rw [Finset.sum_eq_single_of_mem i (Finset.mem_univ _) (by aesop)]
      simp [eq_comm, apply_ite ((-·) : R → R)]
    rcases eq_or_ne k l with rfl | hkl
    · exact lie_e_f_same_aux i k hki hki'
    · simp_all [h, e, f]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Semisimple

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁹ : Field K
inst✝⁸ : CharZero K
inst✝⁷ : DecidableEq ι
inst✝⁶ : Fintype ι
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module K M
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝¹ : P.IsRootSystem
inst✝ : P.IsCrystallographic
b : P.Base
χ : ↥H → K
hχ : χ ≠ 0
w : ↥b.support ⊕ ι → K
hw₀ : w ≠ 0
hw : w ∈ genWeightSpace (↥b.support ⊕ ι → K) χ
aux :
  ∀ (d : ↥b.support ⊕ ι → K) (x : ↥H),
    ↑↑x = diagonal d → (w ∈ genWeightSpaceOf (↥b.support ⊕ ι → K) (χ x) x ↔ ∃ k, diagonal ((d - χ x • 1) ^ k) *ᵥ w = 0)
i : ι
hi : w (Sum.inr i) ≠ 0
⊢ ∃ d, (∀ (i : ι), d i ≠ 0) ∧ Pairwise ((fun x1 x2 ↦ x1 ≠ x2) on d) ∧ diagonal (0 ⊕ᵥ d) ∈ span K (range h)

Tactic:
diagonal_elim_mem_span_h_iff

Goal state after:
ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁹ : Field K
inst✝⁸ : CharZero K
inst✝⁷ : DecidableEq ι
inst✝⁶ : Fintype ι
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module K M
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝¹ : P.IsRootSystem
inst✝ : P.IsCrystallographic
b : P.Base
χ : ↥H → K
hχ : χ ≠ 0
w : ↥b.support ⊕ ι → K
hw₀ : w ≠ 0
hw : w ∈ genWeightSpace (↥b.support ⊕ ι → K) χ
aux :
  ∀ (d : ↥b.support ⊕ ι → K) (x : ↥H),
    ↑↑x = diagonal d → (w ∈ genWeightSpaceOf (↥b.support ⊕ ι → K) (χ x) x ↔ ∃ k, diagonal ((d - χ x • 1) ^ k) *ᵥ w = 0)
i : ι
hi : w (Sum.inr i) ≠ 0
⊢ ∃ d, (∀ (i : ι), d i ≠ 0) ∧ Pairwise ((fun x1 x2 ↦ x1 ≠ x2) on d) ∧ d ∈ span K (range fun i j ↦ ↑(P.pairingIn ℤ j ↑i))
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Semisimple

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁹ : Field K
inst✝⁸ : CharZero K
inst✝⁷ : DecidableEq ι
inst✝⁶ : Fintype ι
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module K M
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝¹ : P.IsRootSystem
inst✝ : P.IsCrystallographic
b : P.Base
U : LieSubmodule K (↥H) (↥b.support ⊕ ι → K)
hU : ∀ (χ : ↥H → K), χ ≠ 0 → genWeightSpace (↥U) χ = ⊥
this : ⨆ χ, ⨆ (_ : χ ≠ 0), ⊥ = ⊥
⊢ genWeightSpace (↥U) 0 = genWeightSpace (↥U) 0 ⊔ ⨆ i, ⨆ (_ : i ≠ 0), genWeightSpace (↥U) i

Tactic:
biSup_congr hU,

Goal state after:
ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁹ : Field K
inst✝⁸ : CharZero K
inst✝⁷ : DecidableEq ι
inst✝⁶ : Fintype ι
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module K M
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝¹ : P.IsRootSystem
inst✝ : P.IsCrystallographic
b : P.Base
U : LieSubmodule K (↥H) (↥b.support ⊕ ι → K)
hU : ∀ (χ : ↥H → K), χ ≠ 0 → genWeightSpace (↥U) χ = ⊥
this : ⨆ χ, ⨆ (_ : χ ≠ 0), ⊥ = ⊥
⊢ genWeightSpace (↥U) 0 = genWeightSpace (↥U) 0 ⊔ ⨆ i, ⨆ (_ : i ≠ 0), ⊥
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Semisimple

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : Field K
inst✝⁹ : CharZero K
inst✝⁸ : DecidableEq ι
inst✝⁷ : Fintype ι
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module K M
inst✝⁴ : AddCommGroup N
inst✝³ : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
U : LieSubmodule K (↥(lieAlgebra b)) (↥b.support ⊕ ι → K)
i : ι
hi : v b i ∈ U
_i : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
⊢ U = ⊤

Tactic:
have hωu (i : b.support) : ω b *ᵥ (u i) = u i := by
    ext (j | j) <;> simp [ω, u, Pi.single_apply, one_apply]

Goal state after:
ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : Field K
inst✝⁹ : CharZero K
inst✝⁸ : DecidableEq ι
inst✝⁷ : Fintype ι
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module K M
inst✝⁴ : AddCommGroup N
inst✝³ : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
U : LieSubmodule K (↥(lieAlgebra b)) (↥b.support ⊕ ι → K)
i : ι
hi : v b i ∈ U
_i : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
hωu : ∀ (i : ↥b.support), ω b *ᵥ u i = u i
⊢ U = ⊤