mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Eigenspace.Triangularizable

Goal state before:
pp: K : Type u_1
V : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
p : Submodule K V
f : End K V
inst✝ : FiniteDimensional K V
h : ∀ x ∈ p, f x ∈ p
k : ℕ∞
m : K →₀ V
hm₂ : ∀ (i : K), m i ∈ (f.genEigenspace i) k
hm₀ : (m.sum fun _i xi ↦ xi) ∈ p
hm₁ : (m.sum fun _i xi ↦ xi) ∈ ⨆ μ, (f.genEigenspace μ) k
μ : K
⊢ m μ ∈ p

Tactic:
by_cases hμ : μ ∈ m.support

Goal state after:
case pos
K : Type u_1
V : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
p : Submodule K V
f : End K V
inst✝ : FiniteDimensional K V
h : ∀ x ∈ p, f x ∈ p
k : ℕ∞
m : K →₀ V
hm₂ : ∀ (i : K), m i ∈ (f.genEigenspace i) k
hm₀ : (m.sum fun _i xi ↦ xi) ∈ p
hm₁ : (m.sum fun _i xi ↦ xi) ∈ ⨆ μ, (f.genEigenspace μ) k
μ : K
hμ : μ ∈ m.support
⊢ m μ ∈ p

case neg
K : Type u_1
V : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
p : Submodule K V
f : End K V
inst✝ : FiniteDimensional K V
h : ∀ x ∈ p, f x ∈ p
k : ℕ∞
m : K →₀ V
hm₂ : ∀ (i : K), m i ∈ (f.genEigenspace i) k
hm₀ : (m.sum fun _i xi ↦ xi) ∈ p
hm₁ : (m.sum fun _i xi ↦ xi) ∈ ⨆ μ, (f.genEigenspace μ) k
μ : K
hμ : μ ∉ m.support
⊢ m μ ∈ p
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Eigenspace.Pi

Goal state before:
pp: case insert
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_4
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
f : ι → End R M
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : IsTorsionFree R M
h : ∀ (l : ι) (χ : ι → R), MapsTo (⇑(f l)) (⨅ i, ↑((f i).maxGenEigenspace (χ i))) (⨅ i, ↑((f i).maxGenEigenspace (χ i)))
χ₁ χ₂ : ι → R
s : Finset (ι → R)
_n : χ₂ ∉ s
ih : Disjoint (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) (s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i))
hχ₁₂✝ : χ₁ ∉ insert χ₂ s
hχ₁₂ : χ₁ ≠ χ₂
hχ₁ : χ₁ ∉ s
⊢ Disjoint (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i))
    ((⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₂ i)) ⊔ s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i))

Tactic:
disjoint_iff,

Goal state after:
case insert
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_4
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
f : ι → End R M
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : IsTorsionFree R M
h : ∀ (l : ι) (χ : ι → R), MapsTo (⇑(f l)) (⨅ i, ↑((f i).maxGenEigenspace (χ i))) (⨅ i, ↑((f i).maxGenEigenspace (χ i)))
χ₁ χ₂ : ι → R
s : Finset (ι → R)
_n : χ₂ ∉ s
ih : Disjoint (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) (s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i))
hχ₁₂✝ : χ₁ ∉ insert χ₂ s
hχ₁₂ : χ₁ ≠ χ₂
hχ₁ : χ₁ ∉ s
⊢ (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) ⊓
      ((⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₂ i)) ⊔ s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i)) =
    ⊥
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Eigenspace.Pi

Goal state before:
pp: case ind.inr
ι : Type u_1
K : Type u_3
inst✝³ : Field K
n : ℕ
M : Type u_4
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module K M
inst✝ : FiniteDimensional K M
f : ι → End K M
h : ∀ (i j : ι) (φ : K), MapsTo ⇑(f i) ↑((f j).maxGenEigenspace φ) ↑((f j).maxGenEigenspace φ)
h' : ∀ (i : ι), ⨆ μ, (f i).maxGenEigenspace μ = ⊤
h_dim : finrank K M = n
i : ι
hy : ∀ (φ : K), finrank K ↥((f i).maxGenEigenspace φ) < n
hi : ∀ (j : ι) (φ : K), MapsTo ⇑(f j) ↑((f i).maxGenEigenspace φ) ↑((f i).maxGenEigenspace φ)
ih : ∀ (φ : K), ⨆ χ, ⨅ j, maxGenEigenspace (LinearMap.restrict (f j) ⋯) (χ j) = ⊤
⊢ ⨆ χ, ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i) = ⊤

Tactic:
replace ih (φ : K) :
        ⨆ (χ : ι → K) (_ : χ i = φ), ⨅ j, maxGenEigenspace ((f j).restrict (hi j φ)) (χ j) = ⊤ := by
      suffices ∀ χ : ι → K, χ i ≠ φ → ⨅ j, maxGenEigenspace ((f j).restrict (hi j φ)) (χ j) = ⊥ by
        specialize ih φ; rw [iSup_split, biSup_congr this] at ih; simpa using ih
      intro χ hχ
      rw [eq_bot_iff, ← ((f i).maxGenEigenspace φ).ker_subtype, LinearMap.ker,
        ← Submodule.map_le_iff_le_comap, ← Submodule.inf_iInf_maxGenEigenspace_of_forall_mapsTo,
        ← disjoint_iff_inf_le]
      exact ((f i).disjoint_genEigenspace hχ.symm _ _).mono_right (iInf_le _ i)

Goal state after:
case ind.inr
ι : Type u_1
K : Type u_3
inst✝³ : Field K
n : ℕ
M : Type u_4
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module K M
inst✝ : FiniteDimensional K M
f : ι → End K M
h : ∀ (i j : ι) (φ : K), MapsTo ⇑(f i) ↑((f j).maxGenEigenspace φ) ↑((f j).maxGenEigenspace φ)
h' : ∀ (i : ι), ⨆ μ, (f i).maxGenEigenspace μ = ⊤
h_dim : finrank K M = n
i : ι
hy : ∀ (φ : K), finrank K ↥((f i).maxGenEigenspace φ) < n
hi : ∀ (j : ι) (φ : K), MapsTo ⇑(f j) ↑((f i).maxGenEigenspace φ) ↑((f i).maxGenEigenspace φ)
ih : ∀ (φ : K), ⨆ χ, ⨆ (_ : χ i = φ), ⨅ j, maxGenEigenspace (LinearMap.restrict (f j) ⋯) (χ j) = ⊤
⊢ ⨆ χ, ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i) = ⊤
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Basic

Goal state before:
pp: R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝¹⁴ : CommRing R
inst✝¹³ : LieRing L
inst✝¹² : LieAlgebra R L
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
M₃ : Type u_7
inst✝¹¹ : AddCommGroup M₁
inst✝¹⁰ : Module R M₁
inst✝⁹ : LieRingModule L M₁
inst✝⁸ : LieModule R L M₁
inst✝⁷ : AddCommGroup M₂
inst✝⁶ : Module R M₂
inst✝⁵ : LieRingModule L M₂
inst✝⁴ : LieModule R L M₂
inst✝³ : AddCommGroup M₃
inst✝² : Module R M₃
inst✝¹ : LieRingModule L M₃
inst✝ : LieModule R L M₃
g : M₁ ⊗[R] M₂ →ₗ⁅R,L⁆ M₃
χ₁ χ₂ : R
x : L
t : ↥𝕎(M₁, χ₁, x) ⊗[R] ↥𝕎(M₂, χ₂, x)
F : Module.End R M₃ := (toEnd R L M₃) x - (χ₁ + χ₂) • 1
m₁ : M₁
m₂ : M₂
f₁ : Module.End R (M₁ ⊗[R] M₂) := LinearMap.rTensor M₂ ((toEnd R L M₁) x - χ₁ • 1)
f₂ : Module.End R (M₁ ⊗[R] M₂) := LinearMap.lTensor M₁ ((toEnd R L M₂) x - χ₂ • 1)
h_comm_square : F ∘ₗ ↑g = ↑g ∘ₗ (f₁ + f₂)
hm₁ : ∃ k, (((toEnd R L M₁) x - χ₁ • 1) ^ k) m₁ = 0
hm₂ : ∃ k, (((toEnd R L M₂) x - χ₂ • 1) ^ k) m₂ = 0
⊢ ∃ k, ((f₁ + f₂) ^ k) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂) = 0

Tactic:
obtain ⟨k₁, hk₁⟩ := hm₁

Goal state after:
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝¹⁴ : CommRing R
inst✝¹³ : LieRing L
inst✝¹² : LieAlgebra R L
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
M₃ : Type u_7
inst✝¹¹ : AddCommGroup M₁
inst✝¹⁰ : Module R M₁
inst✝⁹ : LieRingModule L M₁
inst✝⁸ : LieModule R L M₁
inst✝⁷ : AddCommGroup M₂
inst✝⁶ : Module R M₂
inst✝⁵ : LieRingModule L M₂
inst✝⁴ : LieModule R L M₂
inst✝³ : AddCommGroup M₃
inst✝² : Module R M₃
inst✝¹ : LieRingModule L M₃
inst✝ : LieModule R L M₃
g : M₁ ⊗[R] M₂ →ₗ⁅R,L⁆ M₃
χ₁ χ₂ : R
x : L
t : ↥𝕎(M₁, χ₁, x) ⊗[R] ↥𝕎(M₂, χ₂, x)
F : Module.End R M₃ := (toEnd R L M₃) x - (χ₁ + χ₂) • 1
m₁ : M₁
m₂ : M₂
f₁ : Module.End R (M₁ ⊗[R] M₂) := LinearMap.rTensor M₂ ((toEnd R L M₁) x - χ₁ • 1)
f₂ : Module.End R (M₁ ⊗[R] M₂) := LinearMap.lTensor M₁ ((toEnd R L M₂) x - χ₂ • 1)
h_comm_square : F ∘ₗ ↑g = ↑g ∘ₗ (f₁ + f₂)
hm₂ : ∃ k, (((toEnd R L M₂) x - χ₂ • 1) ^ k) m₂ = 0
k₁ : ℕ
hk₁ : (((toEnd R L M₁) x - χ₁ • 1) ^ k₁) m₁ = 0
⊢ ∃ k, ((f₁ + f₂) ^ k) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂) = 0
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Cartan

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝⁴ : LieRing.IsNilpotent ↥H
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
α χ : ↥H → R
x : L
hx : x ∈ rootSpace H α
m : M
hm : m ∈ ↑(genWeightSpace M χ)
x' : ↥(rootSpace H α) := ⟨x, hx⟩
m' : ↥(genWeightSpace M χ) := ⟨m, hm⟩
⊢ ((toEnd R L M) x) m ∈ ↑(genWeightSpace M (α + χ))

Tactic:
exact (rootSpaceWeightSpaceProduct R L H M α χ (α + χ) rfl (x' ⊗ₜ m')).property

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Sl2

Goal state before:
pp: case zero
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : LieRingModule L M
inst✝³ : LieModule R L M
h e f : L
m : M
μ : R
t : IsSl2Triple h e f
P : t.HasPrimitiveVectorWith m μ
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : IsTorsionFree R M
n : ℕ
hn : μ = ↑n
hi : 0 ≤ n
H : ((toEnd R L M) f ^ 0) m = 0
⊢ False

Tactic:
exact P.ne_zero (by simpa using H)

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Cartan

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : LieRing L
inst✝² : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent ↥H
inst✝ : IsNoetherian R L
⊢ H.IsCartanSubalgebra → zeroRootSubalgebra R L H = H

Tactic:
intros

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : LieRing L
inst✝² : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent ↥H
inst✝ : IsNoetherian R L
a✝ : H.IsCartanSubalgebra
⊢ zeroRootSubalgebra R L H = H
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: case mem.mem
ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝³ : Finite ι
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : LieRing L
inst✝ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
x y : L
i j : ι
⊢ b.A i j • b.e i ∈ lieSpan R L (range b.e)

Tactic:
apply zsmul_mem <| subset_lieSpan <| mem_range_self i

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Basic

Goal state before:
pp: case inr.h
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : LieRingModule L M
inst✝³ : LieModule R L M
inst✝² : LieRing.IsNilpotent L
inst✝¹ : IsNoetherian R M
inst✝ : IsArtinian R M
h : ∀ N < ⊤, IsCompl (genWeightSpace (↥N) 0) (posFittingComp R L ↥N)
M₀ : LieSubmodule R L M := ⋯
M₁ : LieSubmodule R L M := ⋯
x : L
M₀ₓ : LieSubmodule R L M := ⋯
hx : M₀ₓ ≠ ⊤
M₁ₓ : LieSubmodule R L M := ⋯
M₀ₓ₀ : LieSubmodule R L ↥M₀ₓ := ⋯
M₀ₓ₁ : LieSubmodule R L ↥M₀ₓ := ⋯
h₁ : IsCompl M₀ₓ M₁ₓ
h₂ : IsCompl M₀ₓ₀ M₀ₓ₁
h₃ : LieSubmodule.map M₀ₓ.incl M₀ₓ₀ = M₀
h₄ : LieSubmodule.map M₀ₓ.incl M₀ₓ₁ ⊔ M₁ₓ = M₁
⊢ Disjoint (LieSubmodule.map M₀ₓ.incl M₀ₓ₀) (LieSubmodule.map M₀ₓ.incl M₀ₓ₁)

Tactic:
disjoint_iff,

Goal state after:
case inr.h
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : LieRingModule L M
inst✝³ : LieModule R L M
inst✝² : LieRing.IsNilpotent L
inst✝¹ : IsNoetherian R M
inst✝ : IsArtinian R M
h : ∀ N < ⊤, IsCompl (genWeightSpace (↥N) 0) (posFittingComp R L ↥N)
M₀ : LieSubmodule R L M := genWeightSpace M 0
M₁ : LieSubmodule R L M := posFittingComp R L M
x : L
M₀ₓ : LieSubmodule R L M := genWeightSpaceOf M 0 x
hx : M₀ₓ ≠ ⊤
M₁ₓ : LieSubmodule R L M := posFittingCompOf R M x
M₀ₓ₀ : LieSubmodule R L ↥M₀ₓ := genWeightSpace (↥M₀ₓ) 0
M₀ₓ₁ : LieSubmodule R L ↥M₀ₓ := posFittingComp R L ↥M₀ₓ
h₁ : IsCompl M₀ₓ M₁ₓ
h₂ : IsCompl M₀ₓ₀ M₀ₓ₁
h₃ : LieSubmodule.map M₀ₓ.incl M₀ₓ₀ = M₀
h₄ : LieSubmodule.map M₀ₓ.incl M₀ₓ₁ ⊔ M₁ₓ = M₁
⊢ LieSubmodule.map M₀ₓ.incl M₀ₓ₀ ⊓ LieSubmodule.map M₀ₓ.incl M₀ₓ₁ = ⊥
Module: Mathlib.Algebra.Lie.InvariantForm

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : LieRing L
inst✝ : LieAlgebra R L
Φ : LinearMap.BilinForm R L
hΦ_nondeg : Φ.Nondegenerate
hΦ_inv : LinearMap.BilinForm.lieInvariant L Φ
hL : ∀ (I : LieIdeal R L), IsAtom I → ¬IsLieAbelian ↥I
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
⊢ Disjoint I (orthogonal Φ hΦ_inv I)

Tactic:
disjoint_iff,

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : LieRing L
inst✝ : LieAlgebra R L
Φ : LinearMap.BilinForm R L
hΦ_nondeg : Φ.Nondegenerate
hΦ_inv : LinearMap.BilinForm.lieInvariant L Φ
hL : ∀ (I : LieIdeal R L), IsAtom I → ¬IsLieAbelian ↥I
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
⊢ I ⊓ orthogonal Φ hΦ_inv I = ⊥
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Basic

Goal state before:
pp: K : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : LieRing L
inst✝¹¹ : LieAlgebra R L
inst✝¹⁰ : AddCommGroup M
inst✝⁹ : Module R M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : LieModule R L M
inst✝⁶ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : LieAlgebra K L
inst✝³ : Module K M
inst✝² : LieModule K L M
inst✝¹ : FiniteDimensional K M
N : LieSubmodule K L M
inst✝ : IsTriangularizable K L M
⊢ IsTriangularizable K L ↥N

Tactic:
refine ⟨fun y ↦ ?_⟩
  rw [← N.toEnd_restrict_eq_toEnd y]
  exact Module.End.genEigenspace_restrict_eq_top _ (IsTriangularizable.maxGenEigenspace_eq_top y)

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.BilinearForm.Orthogonal

Goal state before:
pp: V : Type u_5
K : Type u_6
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
n : Type w
B : BilinForm K V
v : n → V
hv₁ : B.iIsOrtho v
hv₂ : ∀ (i : n), (B (v i)) (v i) ≠ 0
s : Finset n
w : n → K
hs : ∑ i ∈ s, w i • v i = 0
i : n
hi : i ∈ s
⊢ (B (∑ i ∈ s, w i • v i)) (v i) = 0

Tactic:
rw [hs, zero_left]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.BilinearForm.Orthogonal

Goal state before:
pp: V : Type u_5
K : Type u_6
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
inst✝ : FiniteDimensional K V
B : BilinForm K V
hB : B.Nondegenerate
hB₀ : B.IsRefl
W : Submodule K V
⊢ B.orthogonal (B.orthogonal W) = W

Tactic:
apply (eq_of_le_of_finrank_le (LinearMap.BilinForm.le_orthogonal_orthogonal hB₀) _).symm
  simp only [finrank_orthogonal hB]
  lia

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Linear

Goal state before:
pp: R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : LieRingModule L M
inst✝² : LieModule R L M
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝ : LinearWeights R L M
χ : Weight R L M
h : χ.IsZero
⊢ toLinear R L M χ = 0

Tactic:
by ext; simp [h.eq]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.PID

Goal state before:
pp: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Free R M
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : IsPrincipalIdealRing R
p : Submodule R M
f : M →ₗ[R] M
hf : ∀ (x : M), f x ∈ p
hf' : ∀ x ∈ p, f x ∈ p
⊢ (trace R ↥p) (f.restrict hf') = (trace R M) f

Tactic:
let ι := Module.Free.ChooseBasisIndex R M

Goal state after:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Free R M
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : IsPrincipalIdealRing R
p : Submodule R M
f : M →ₗ[R] M
hf : ∀ (x : M), f x ∈ p
hf' : ∀ x ∈ p, f x ∈ p
ι : Type u_2 := Module.Free.ChooseBasisIndex R M
⊢ (trace R ↥p) (f.restrict hf') = (trace R M) f
Module: Mathlib.FieldTheory.IsAlgClosed.AlgebraicClosure

Goal state before:
pp: k : Type u
inst✝ : Field k
⊢ spanCoeffs k ≠ ⊤

Tactic:
Ideal.ne_top_iff_one,

Goal state after:
k : Type u
inst✝ : Field k
⊢ 1 ∉ spanCoeffs k
Module: Mathlib.FieldTheory.IsAlgClosed.AlgebraicClosure

Goal state before:
pp: k : Type u
inst✝ : Field k
⊢ spanCoeffs k ≠ ⊤

Tactic:
by
  rw [Ideal.ne_top_iff_one, spanCoeffs, Ideal.span, ← Set.image_univ,
    Finsupp.mem_span_image_iff_linearCombination]
  rintro ⟨v, _, hv⟩
  classical
  replace hv := congr_arg (toSplittingField <| v.support.image Prod.fst) hv
  rw [map_one, Finsupp.linearCombination_apply, Finsupp.sum, map_sum, Finset.sum_eq_zero] at hv
  · exact zero_ne_one hv
  intro j hj
  rw [smul_eq_mul, map_mul, toSplittingField_coeff (Finset.mem_image_of_mem _ hj), mul_zero]

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Chain

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
inst✝⁴ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝³ : IsAddTorsionFree R
inst✝² : IsDomain R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
inst✝ : IsNoetherian R M
α : L → R
β : Weight R L M
⊢ ⇑(chainTop α β) = ↑(chainTopCoeff α β) • α + ⇑β

Tactic:
rw [Nat.cast_smul_eq_nsmul ℤ]

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
inst✝⁴ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝³ : IsAddTorsionFree R
inst✝² : IsDomain R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
inst✝ : IsNoetherian R M
α : L → R
β : Weight R L M
⊢ ⇑(chainTop α β) = chainTopCoeff α β • α + ⇑β
Module: Mathlib.LinearAlgebra.PerfectPairing.Basic

Goal state before:
pp: R : Type u_1
M : Type u_2
N : Type u_3
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
inst✝ : IsReflexive R M
e : N ≃ₗ[R] Dual R M
p : Submodule R (Dual R N)
this : IsReflexive R N
⊢ (map (↑e.flip.symm) p).dualAnnihilator = map (↑e) p.dualCoannihilator

Tactic:
← map_dualCoannihilator_linearEquiv_flip,

Goal state after:
R : Type u_1
M : Type u_2
N : Type u_3
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
inst✝ : IsReflexive R M
e : N ≃ₗ[R] Dual R M
p : Submodule R (Dual R N)
this : IsReflexive R N
⊢ map (↑e.flip).flip p.dualCoannihilator = map (↑e) p.dualCoannihilator
Module: Mathlib.Algebra.Polynomial.Sequence

Goal state before:
pp: case pos
R : Type u_1
inst✝ : Ring R
S : Sequence R
m : ℕ
hCoeff : ∀ i < m, IsUnit (↑S i).leadingCoeff
a✝ : Nontrivial R
n : ℕ
ih : ∀ m_1 < n, ∀ ⦃P : R[X]⦄, P ∈ degreeLT R m → P.natDegree = m_1 → P ∈ span R (↑S '' Set.Iio m)
P : R[X]
hP : P ∈ degreeLT R m
hp : P.natDegree = n
p_ne_zero : P ≠ 0
hn : n < m
u : R
leftinv : (↑S n).leadingCoeff * u = 1
rightinv : u * (↑S n).leadingCoeff = 1
head : R[X] := P.leadingCoeff • u • ↑S n
tail : R[X] := P - head
head_mem_span : head ∈ span R (↑S '' Set.Iio m)
tail_eq_zero : tail = 0
⊢ P ∈ span R (↑S '' Set.Iio m)

Tactic:
simp [head_mem_span, sub_eq_iff_eq_add.mp tail_eq_zero]

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Killing

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsKilling K L
inst✝¹ : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝ : PerfectField K
x : L
hx : x ∈ H
N S : End K L
hN : _root_.IsNilpotent ((ad K L) x - S)
hS : S.IsSemisimple
hSN : (ad K L) x = N + S
hS₀ : Commute ((ad K L) x) S
x' : ↥H := ⟨x, hx⟩
α : ↥H → K
y : L
hy : y ∈ ((ad K L) x).maxGenEigenspace (α x')
⊢ S y = α x' • y

Tactic:
rw [maxGenEigenspace_eq] at hy

Goal state after:
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsKilling K L
inst✝¹ : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝ : PerfectField K
x : L
hx : x ∈ H
N S : End K L
hN : _root_.IsNilpotent ((ad K L) x - S)
hS : S.IsSemisimple
hSN : (ad K L) x = N + S
hS₀ : Commute ((ad K L) x) S
x' : ↥H := ⟨x, hx⟩
α : ↥H → K
y : L
hy : y ∈ (((ad K L) x).genEigenspace (α x')) ↑(((ad K L) x).maxGenEigenspaceIndex (α x'))
⊢ S y = α x' • y
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Killing

Goal state before:
pp: case mem.add
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsKilling K L
inst✝¹ : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝ : PerfectField K
x : L
hx : x ∈ H
N S : End K L
hN : _root_.IsNilpotent ((ad K L) x - S)
hS : S.IsSemisimple
hSN : (ad K L) x = N + S
hS₀ : Commute ((ad K L) x) S
x' : ↥H := ⟨x, hx⟩
aux : ∀ {α : ↥H → K} {y : L}, y ∈ rootSpace H α → S y = α x' • y
h_der : ∀ (y z : L) (α β : ↥H → K), y ∈ rootSpace H α → z ∈ rootSpace H β → S ⁅y, z⁆ = ⁅S y, z⁆ + ⁅y, S z⁆
y✝¹ z : L
α : ↥H → K
y : L
hy : y ∈ rootSpace H α
x✝ y✝ : L
hx✝ : x✝ ∈ ⨆ i, rootSpace H i
hy✝ : y✝ ∈ ⨆ i, rootSpace H i
h : S ⁅y, x✝⁆ = ⁅S y, x✝⁆ + ⁅y, S x✝⁆
h' : S ⁅y, y✝⁆ = ⁅S y, y✝⁆ + ⁅y, S y✝⁆
⊢ S ⁅y, x✝ + y✝⁆ = ⁅S y, x✝ + y✝⁆ + ⁅y, S (x✝ + y✝)⁆

Tactic:
| add _ _ _ _ h h' =>

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Killing

Goal state before:
pp: case add
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsKilling K L
inst✝¹ : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝ : PerfectField K
x : L
hx : x ∈ H
N S : End K L
hN : _root_.IsNilpotent ((ad K L) x - S)
hS : S.IsSemisimple
hSN : (ad K L) x = N + S
hS₀ : Commute ((ad K L) x) S
x' : ↥H := ⟨x, hx⟩
aux : ∀ {α : ↥H → K} {y : L}, y ∈ rootSpace H α → S y = α x' • y
h_der : ∀ (y z : L) (α β : ↥H → K), y ∈ rootSpace H α → z ∈ rootSpace H β → S ⁅y, z⁆ = ⁅S y, z⁆ + ⁅y, S z⁆
y z : L
hz : z ∈ ⨆ α, rootSpace H α
x✝ y✝ : L
hx✝ : x✝ ∈ ⨆ i, rootSpace H i
hy✝ : y✝ ∈ ⨆ i, rootSpace H i
h : S ⁅x✝, z⁆ = ⁅S x✝, z⁆ + ⁅x✝, S z⁆
h' : S ⁅y✝, z⁆ = ⁅S y✝, z⁆ + ⁅y✝, S z⁆
⊢ S ⁅x✝ + y✝, z⁆ = ⁅S (x✝ + y✝), z⁆ + ⁅x✝ + y✝, S z⁆

Tactic:
| add _ _ _ _ h h' =>

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Killing

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : LieAlgebra K L
inst✝⁵ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝⁴ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝³ : IsKilling K L
inst✝² : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝¹ : CharZero K
inst✝ : Nontrivial L
⊢ coroot 0 = 0

Tactic:
by simp [Weight.isZero_zero]

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Killing

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsKilling K L
inst✝¹ : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝ : CharZero K
α : Weight K (↥H) L
hα : ¬α.IsZero
⊢ (traceForm K (↥H) L).orthogonal (K ∙ coroot α) = Weight.ker

Tactic:
refine le_antisymm (fun x hx ↦ ?_) (fun x hx y hy ↦ ?_)
    · simp only [LinearMap.BilinForm.mem_orthogonal_iff] at hx
      specialize hx (coroot α) (Submodule.mem_span_singleton_self _)
      simp only [traceForm_coroot, smul_eq_mul, nsmul_eq_mul,
        Nat.cast_ofNat, mul_eq_zero, OfNat.ofNat_ne_zero, inv_eq_zero, false_or] at hx
      simpa using hx.resolve_left (root_apply_cartanEquivDual_symm_ne_zero hα)
    · have := traceForm_eq_zero_of_mem_ker_of_mem_span_coroot hx hy
      rwa [traceForm_comm] at this

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Killing

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsKilling K L
inst✝¹ : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝ : CharZero K
α β : Weight K (↥H) L
hyp : coroot α = coroot β
hα : coroot β = 0
⊢ coroot α = 0

Tactic:
rwa [hyp]

Goal state after:
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: case add_two
R : Type u_1
inst✝ : CommRing R
n : ℕ
ih1 : eval (-1) (U R (↑n + 1)) = ↑↑(↑n + 1).negOnePow * (↑(↑n + 1) + 1)
ih2 : eval (-1) (U R ↑n) = ↑↑(↑n).negOnePow * (↑↑n + 1)
⊢ eval (-1) (U R (↑n + 2)) = ↑↑(↑n + 2).negOnePow * (↑(↑n + 2) + 1)

Tactic:
simp only [U_add_two, eval_sub, eval_mul, eval_ofNat, eval_X, mul_neg, mul_one, ih1,
      Int.cast_add, Int.cast_natCast, Int.cast_one, neg_mul, ih2, Int.cast_ofNat, Int.negOnePow_add,
      Int.negOnePow_def 2]
    norm_cast
    norm_num
    ring

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Killing

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsKilling K L
inst✝¹ : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝ : CharZero K
α : Weight K (↥H) L
hα : α.IsNonZero
contra : 1 < finrank K ↥(rootSpace H ⇑α)
h e f : L
ht : IsSl2Triple h e f
heα : e ∈ rootSpace H ⇑α
hfα : f ∈ rootSpace H (-⇑α)
F : ↥(rootSpace H ⇑α) →ₗ[K] K := (killingForm K L) f ∘ₗ (↑(rootSpace H ⇑α)).subtype
⊢ finrank K K < finrank K ↥(rootSpace H ⇑α)

Tactic:
rwa [finrank_self]

Goal state after:
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝ : CommRing R
n : ℤ
⊢ (1 - X ^ 2) * U R n = X * T R (n + 1) - T R (n + 2)

Tactic:
by
  linear_combination T_eq_X_mul_T_sub_pol_U R n

Goal state after: