mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.FieldTheory.IntermediateField.Adjoin.Defs

Goal state before:
pp: F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
K : IntermediateField F E
S : Set E
h : K ≤ adjoin F S
⊢ restrictScalars F (extendScalars h) = restrictScalars F (adjoin (↥K) S)

Tactic:
extendScalars_restrictScalars,

Goal state after:
F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
K : IntermediateField F E
S : Set E
h : K ≤ adjoin F S
⊢ adjoin F S = restrictScalars F (adjoin (↥K) S)
Module: Mathlib.FieldTheory.IntermediateField.Adjoin.Defs

Goal state before:
pp: F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
ι : Sort u_3
f : ι → IntermediateField F E
⊢ ⨆ i, f i = adjoin F (⋃ i, ↑(f i))

Tactic:
by
  simp_rw [adjoin_iUnion, adjoin_self]

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.IntermediateField.Adjoin.Defs

Goal state before:
pp: F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
S : Set E
⊢ ⨆ x ∈ S, F⟮x⟯ = adjoin F S

Tactic:
← iSup_subtype'',

Goal state after:
F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
S : Set E
⊢ ⨆ i, F⟮↑i⟯ = adjoin F S
Module: Mathlib.FieldTheory.Extension

Goal state before:
pp: F : Type u_1
E : Type u_2
K : Type u_3
inst✝⁴ : Field F
inst✝³ : Field E
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra F E
inst✝ : Algebra F K
S : Set E
L₁ L₂ L₃ : Lifts F E K
⊢ (∃ (h : L₁.carrier ≤ L₂.carrier), ∀ (x : ↥L₁.carrier), L₂.emb ((inclusion h) x) = L₁.emb x) →
    (∃ (h : L₂.carrier ≤ L₃.carrier), ∀ (x : ↥L₂.carrier), L₃.emb ((inclusion h) x) = L₂.emb x) →
      ∃ (h : L₁.carrier ≤ L₃.carrier), ∀ (x : ↥L₁.carrier), L₃.emb ((inclusion h) x) = L₁.emb x

Tactic:
rintro ⟨h₁₂, h₁₂'⟩ ⟨h₂₃, h₂₃'⟩
    refine ⟨h₁₂.trans h₂₃, fun _ ↦ ?_⟩
    rw [← inclusion_inclusion h₁₂ h₂₃, h₂₃', h₁₂']

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.Extension

Goal state before:
pp: F : Type u_1
E : Type u_2
K : Type u_3
inst✝⁵ : Field F
inst✝⁴ : Field E
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F E
inst✝¹ : Algebra F K
c : Set (Lifts F E K)
hc : IsChain (fun x1 x2 ↦ x1 ≤ x2) c
alg : Algebra.IsAlgebraic F E
inst✝ : Nonempty ↑c
hext : ∀ σ ∈ c, σ.IsExtendible
S : Finset E
Ω : Type (max u_2 u_3) := ↥(adjoin F ↑S) →ₐ[F] K
π : Ω → ↑c
hπ : ∀ (ω : Ω), ∀ θ ≥ ↑(π ω), { carrier := adjoin F ↑S, emb := ω } ≤ θ → θ.carrier ≠ (↑(π ω)).carrier ⊔ adjoin F ↑S
this : FiniteDimensional F ↥(adjoin F ↑S)
π₀ : { a // a ∈ c }
hπ₀ : ∀ (i : Ω), ↑(π i) ≤ ↑π₀
θ : Lifts F E K
hθπ : θ ≥ ↑π₀
hθ : adjoin F ↑S ≤ θ.carrier
⊢ False

Tactic:
let θ₀ := θ.emb.comp (inclusion hθ)

Goal state after:
F : Type u_1
E : Type u_2
K : Type u_3
inst✝⁵ : Field F
inst✝⁴ : Field E
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F E
inst✝¹ : Algebra F K
c : Set (Lifts F E K)
hc : IsChain (fun x1 x2 ↦ x1 ≤ x2) c
alg : Algebra.IsAlgebraic F E
inst✝ : Nonempty ↑c
hext : ∀ σ ∈ c, σ.IsExtendible
S : Finset E
Ω : Type (max u_2 u_3) := ↥(adjoin F ↑S) →ₐ[F] K
π : Ω → ↑c
hπ : ∀ (ω : Ω), ∀ θ ≥ ↑(π ω), { carrier := adjoin F ↑S, emb := ω } ≤ θ → θ.carrier ≠ (↑(π ω)).carrier ⊔ adjoin F ↑S
this : FiniteDimensional F ↥(adjoin F ↑S)
π₀ : { a // a ∈ c }
hπ₀ : ∀ (i : Ω), ↑(π i) ≤ ↑π₀
θ : Lifts F E K
hθπ : θ ≥ ↑π₀
hθ : adjoin F ↑S ≤ θ.carrier
θ₀ : ↥(adjoin F ↑S) →ₐ[F] K := θ.emb.comp (inclusion hθ)
⊢ False
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Eigenspace.Triangularizable

Goal state before:
pp: case h.succ
K : Type u_1
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : IsAlgClosed K
V : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
inst✝ : FiniteDimensional K V
f : End K V
n : ℕ
ih :
  ∀ m < n + 1,
    ∀ {V : Type u_2} [inst : AddCommGroup V] [inst_1 : Module K V] [FiniteDimensional K V] (f : End K V),
      finrank K V = m → ⨆ μ, f.maxGenEigenspace μ = ⊤
h_dim : finrank K V = n + 1
this : Nontrivial V
μ₀ : K
hμ₀ : f.HasEigenvalue μ₀
ES : Submodule K V := (f.genEigenspace μ₀) ↑(finrank K V)
ER : Submodule K V := f.genEigenrange μ₀ ↑(finrank K V)
h_f_ER : ∀ x ∈ ER, f x ∈ ER
f' : End K ↥ER := LinearMap.restrict f h_f_ER
h_dim_ES_pos : 0 < finrank K ↥ES
h_dim_add : finrank K ↥ER + finrank K ↥ES = finrank K V
h_dim_ER : finrank K ↥ER < n.succ
⊢ ⨆ μ, f.maxGenEigenspace μ = ⊤

Tactic:
have ih_ER : ⨆ (μ : K), f'.maxGenEigenspace μ = ⊤ :=
      ih (finrank K ER) h_dim_ER f' rfl

Goal state after:
case h.succ
K : Type u_1
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : IsAlgClosed K
V : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
inst✝ : FiniteDimensional K V
f : End K V
n : ℕ
ih :
  ∀ m < n + 1,
    ∀ {V : Type u_2} [inst : AddCommGroup V] [inst_1 : Module K V] [FiniteDimensional K V] (f : End K V),
      finrank K V = m → ⨆ μ, f.maxGenEigenspace μ = ⊤
h_dim : finrank K V = n + 1
this : Nontrivial V
μ₀ : K
hμ₀ : f.HasEigenvalue μ₀
ES : Submodule K V := (f.genEigenspace μ₀) ↑(finrank K V)
ER : Submodule K V := f.genEigenrange μ₀ ↑(finrank K V)
h_f_ER : ∀ x ∈ ER, f x ∈ ER
f' : End K ↥ER := LinearMap.restrict f h_f_ER
h_dim_ES_pos : 0 < finrank K ↥ES
h_dim_add : finrank K ↥ER + finrank K ↥ES = finrank K V
h_dim_ER : finrank K ↥ER < n.succ
ih_ER : ⨆ μ, f'.maxGenEigenspace μ = ⊤
⊢ ⨆ μ, f.maxGenEigenspace μ = ⊤
Module: Mathlib.FieldTheory.IntermediateField.Adjoin.Basic

Goal state before:
pp: F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
K : IntermediateField F E
⊢ finrank (↥K) E = 1 → K = ⊤

Tactic:
rw [← Subalgebra.bot_eq_top_iff_finrank_eq_one, ← top_le_iff, ← top_le_iff]

Goal state after:
F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
K : IntermediateField F E
⊢ ⊤ ≤ ⊥ → ⊤ ≤ K
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Eigenspace.Pi

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_4
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
f : ι → End R M
μ : ι → R
i : ι
h✝ : ∀ (j : ι), MapsTo ⇑(f j) ↑((f i).maxGenEigenspace (μ i)) ↑((f i).maxGenEigenspace (μ i))
this✝ : Nonempty ι
p : Submodule R M := (f i).maxGenEigenspace (μ i)
h : ∀ (j : ι), MapsTo ⇑(f j) ↑p ↑p
this : ⨅ j, (f j).maxGenEigenspace (μ j) = p ⊓ ⨅ j, (f j).maxGenEigenspace (μ j)
| ⨅ i, p ⊓ (f i).maxGenEigenspace (μ i)

Tactic:
enter [

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_4
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : AddCommGroup M
inst✝ : Module R M
f : ι → End R M
μ : ι → R
i : ι
h✝ : ∀ (j : ι), MapsTo ⇑(f j) ↑((f i).maxGenEigenspace (μ i)) ↑((f i).maxGenEigenspace (μ i))
this✝ : Nonempty ι
p : Submodule R M := (f i).maxGenEigenspace (μ i)
h : ∀ (j : ι), MapsTo ⇑(f j) ↑p ↑p
this : ⨅ j, (f j).maxGenEigenspace (μ j) = p ⊓ ⨅ j, (f j).maxGenEigenspace (μ j)
| ⨅ i, p ⊓ (f i).maxGenEigenspace (μ i)
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Eigenspace.Pi

Goal state before:
pp: 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
y : M
hy : y ∈ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₂ i)
z : M
hz : z ∈ s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i)
hx : y + z ∈ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)
this :
  ∀ (l : ι),
    ∃ k,
      ((f l - (algebraMap R (End R M)) (χ₂ l)) ^ k) (y + z) ∈
        (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) ⊓ s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i)
⊢ y + z ∈ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₂ i)

Tactic:
simpa [ih.eq_bot, Submodule.mem_bot] using! this

Goal state after:
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
s : Set (↥H → R)
hs : ∀ χ₁ ∈ s, ∀ χ₂ ∈ s, χ₁ + χ₂ ∈ s
x : L
m : M
hx : x ∈ ⨆ χ ∈ s, rootSpace H χ
hm : m ∈ ⨆ χ ∈ s, genWeightSpace M χ
⊢ ⁅x, m⁆ ∈ ⨆ χ ∈ s, genWeightSpace M χ

Tactic:
induction hx using LieSubmodule.iSup_induction' with
  | zero => simp
  | add _ _ _ _ hu hv => rw [add_lie]; exact add_mem hu hv
  | mem χ₁ u hu =>
    by_cases hχ₁ : χ₁ ∈ s; swap
    · simp_all
    replace hu : u ∈ rootSpace H χ₁ := by simpa [hχ₁] using hu
    induction hm using LieSubmodule.iSup_induction' with
    | zero => simp
    | add _ _ _ _ hv hw => rw [lie_add]; exact add_mem hv hw
    | mem χ₂ v hv =>
      by_cases hχ₂ : χ₂ ∈ s; swap
      · simp_all
      apply LieSubmodule.mem_iSup_of_mem (χ₁ + χ₂)
      simp_all [lie_mem_genWeightSpace_of_mem_genWeightSpace]

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

Goal state before:
pp: case refine_2
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
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
M₂ : Type u_5
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L M₂
inst✝ : LieModule R L M₂
χ : L → R
f : M →ₗ⁅R,L⁆ M₂
hf : Injective ⇑f
⊢ genWeightSpace M χ ≤ LieSubmodule.comap f (genWeightSpace M₂ χ)

Tactic:
· rw [← LieSubmodule.map_le_iff_le_comap]
    exact map_genWeightSpace_le f

Goal state after:
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✝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✝ : IsTriangularizable R L M
⊢ ∀ (x : ↥(toEnd R L M).range), ⨆ φ, ((toEnd R (↥(toEnd R L M).range) M) x).maxGenEigenspace φ = ⊤

Tactic:
rintro ⟨-, x, rfl⟩

Goal state after:
K : Type u_1
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✝ : IsTriangularizable R L M
x : L
⊢ ⨆ φ, ((toEnd R (↥(toEnd R L M).range) M) ⟨↑(toEnd R L M) x, ⋯⟩).maxGenEigenspace φ = ⊤
Module: Mathlib.Algebra.Lie.InvariantForm

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra K L
inst✝ : Module.Finite K L
Φ : LinearMap.BilinForm K L
hΦ_nondeg : Φ.Nondegenerate
hΦ_inv : LinearMap.BilinForm.lieInvariant L Φ
hΦ_refl : Φ.IsRefl
hL : ∀ (I : LieIdeal K L), IsAtom I → ¬IsLieAbelian ↥I
I : LieIdeal K L
hI : ¬I = ⊥
J : LieIdeal K L
hJ : IsAtom J
hJI : J ≤ I
J' : LieSubmodule K L L := orthogonal Φ hΦ_inv J
this : J ⊔ J' = ⊤
⊢ I ≤ ⊤ ⊓ I

Tactic:
top_inf_eq

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra K L
inst✝ : Module.Finite K L
Φ : LinearMap.BilinForm K L
hΦ_nondeg : Φ.Nondegenerate
hΦ_inv : LinearMap.BilinForm.lieInvariant L Φ
hΦ_refl : Φ.IsRefl
hL : ∀ (I : LieIdeal K L), IsAtom I → ¬IsLieAbelian ↥I
I : LieIdeal K L
hI : ¬I = ⊥
J : LieIdeal K L
hJ : IsAtom J
hJI : J ≤ I
J' : LieSubmodule K L L := orthogonal Φ hΦ_inv J
this : J ⊔ J' = ⊤
⊢ I ≤ I
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
W : Submodule K V
| finrank K ↥(domRestrict B W).range + finrank K ↥(domRestrict B W).ker +
    finrank K ↥(domRestrict B W).range.dualCoannihilator

Tactic:
LinearMap.finrank_range_add_finrank_ker

Goal state after:
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
W : Submodule K V
| finrank K ↥W + finrank K ↥(domRestrict B W).range.dualCoannihilator
Module: Mathlib.Data.Multiset.Fintype

Goal state before:
pp: α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
m : Multiset α
⊢ Fintype.card ↥m.toEnumFinset = m.card

Tactic:
simp only [Fintype.card_coe, card_toEnumFinset]

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.SplittingField.Construction

Goal state before:
pp: K : Type v
inst✝ : Field K
f : K[X]
⊢ (map (AdjoinRoot.of f.factor) f).natDegree - (X - C (AdjoinRoot.root f.factor)).natDegree = f.natDegree - 1

Tactic:
natDegree_map,

Goal state after:
K : Type v
inst✝ : Field K
f : K[X]
⊢ f.natDegree - (X - C (AdjoinRoot.root f.factor)).natDegree = f.natDegree - 1
Module: Mathlib.FieldTheory.SplittingField.Construction

Goal state before:
pp: K : Type v
inst✝ : Field K
f : K[X]
n : ℕ
hfn : f.natDegree = n + 1
⊢ f.removeFactor.natDegree = n

Tactic:
natDegree_removeFactor,

Goal state after:
K : Type v
inst✝ : Field K
f : K[X]
n : ℕ
hfn : f.natDegree = n + 1
⊢ f.natDegree - 1 = n
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Semisimple.Basic

Goal state before:
pp: case non_abelian_of_isAtom
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSimple R L
I : LieIdeal R L
hI₁ : IsAtom I
hI₂ : IsLieAbelian ↥I
⊢ IsLieAbelian L

Tactic:
rw [IsSimple.isAtom_iff_eq_top] at hI₁

Goal state after:
case non_abelian_of_isAtom
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSimple R L
I : LieIdeal R L
hI₁ : I = ⊤
hI₂ : IsLieAbelian ↥I
⊢ IsLieAbelian L
Module: Mathlib.FieldTheory.IsAlgClosed.AlgebraicClosure

Goal state before:
pp: k : Type u
inst✝ : Field k
f : Monics k
n✝ : ℕ
⊢ (Ideal.Quotient.mk (maxIdeal k)) ((subProdXSubC f).coeff n✝) = 0

Tactic:
Ideal.Quotient.eq_zero_iff_mem

Goal state after:
k : Type u
inst✝ : Field k
f : Monics k
n✝ : ℕ
⊢ (subProdXSubC f).coeff n✝ ∈ maxIdeal k
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Killing

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_3
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : IsKilling R L
inst✝⁴ : Module.Free R L
inst✝³ : Module.Finite R L
inst✝² : IsDomain R
inst✝¹ : IsPrincipalIdealRing R
I : LieIdeal R L
inst✝ : IsLieAbelian ↥I
⊢ I = ⊥

Tactic:
rw [eq_bot_iff, ← killingCompl_top_eq_bot]

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_3
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : IsKilling R L
inst✝⁴ : Module.Free R L
inst✝³ : Module.Finite R L
inst✝² : IsDomain R
inst✝¹ : IsPrincipalIdealRing R
I : LieIdeal R L
inst✝ : IsLieAbelian ↥I
⊢ I ≤ LieIdeal.killingCompl R L ⊤
Module: Mathlib.RingTheory.Finiteness.Nilpotent

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝² : CommSemiring R
ι : Type u_3
inst✝¹ : DecidableEq ι
inst✝ : Fintype ι
A : Matrix ι ι R
⊢ IsNilpotent Aᵀ ↔ ∀ (i : ι), ∃ n, (A ^ n).row i = 0

Tactic:
isNilpotent_iff

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝² : CommSemiring R
ι : Type u_3
inst✝¹ : DecidableEq ι
inst✝ : Fintype ι
A : Matrix ι ι R
⊢ (∀ (v : ι → R), ∃ n, Aᵀ ^ n *ᵥ v = 0) ↔ ∀ (i : ι), ∃ n, (A ^ n).row i = 0
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Chain

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
M : Type u_3
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
H : LieSubalgebra R L
α χ : ↥H → R
p q : ℤ
inst✝ : LieRing.IsNilpotent ↥H
hq : genWeightSpace M (q • α + χ) = ⊥
x : L
hx : x ∈ rootSpace H α
y z : M
k : ℤ
hk : k ∈ Ioo p q
hz : z ∈ genWeightSpace M (↑⟨k, hk⟩ • α + χ)
this : genWeightSpace M ((k + 1) • α + χ) ≤ genWeightSpaceChain M α χ p q
⊢ α + (k • α + χ) = (k + 1) • α + χ

Tactic:
rw [add_smul]

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
H : LieSubalgebra R L
α χ : ↥H → R
p q : ℤ
inst✝ : LieRing.IsNilpotent ↥H
hq : genWeightSpace M (q • α + χ) = ⊥
x : L
hx : x ∈ rootSpace H α
y z : M
k : ℤ
hk : k ∈ Ioo p q
hz : z ∈ genWeightSpace M (↑⟨k, hk⟩ • α + χ)
this : genWeightSpace M ((k + 1) • α + χ) ≤ genWeightSpaceChain M α χ p q
⊢ α + (k • α + χ) = k • α + 1 • α + χ
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Chain

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
M : Type u_3
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
H : LieSubalgebra R L
α χ : ↥H → R
p q : ℤ
inst✝ : LieRing.IsNilpotent ↥H
hq : genWeightSpace M (q • α + χ) = ⊥
x : L
hx : x ∈ rootSpace H α
y : M
hy : y ∈ genWeightSpaceChain M α χ p q
⊢ ⁅x, y⁆ ∈ genWeightSpaceChain M α χ p q

Tactic:
by
  rw [genWeightSpaceChain, iSup_subtype'] at hy
  induction hy using LieSubmodule.iSup_induction' with
  | mem k z hz =>
    obtain ⟨k, hk⟩ := k
    suffices genWeightSpace M ((k + 1) • α + χ) ≤ genWeightSpaceChain M α χ p q by
      apply this
      -- was `simpa using! [...]` and very slow
      -- (https://github.com/leanprover-community/mathlib4/issues/19751)
      simpa only [zsmul_eq_mul, Int.cast_add, Pi.intCast_def, Int.cast_one] using!
        (rootSpaceWeightSpaceProduct R L H M α (k • α + χ) ((k + 1) • α + χ)
            (by rw [add_smul]; abel) (⟨x, hx⟩ ⊗ₜ ⟨z, hz⟩)).property
    rw [genWeightSpaceChain]
    rcases eq_or_ne (k + 1) q with rfl | hk'; · simp only [hq, bot_le]
    replace hk' : k + 1 ∈ Ioo p q := ⟨by linarith [hk.1], lt_of_le_of_ne hk.2 hk'⟩
    exact le_biSup (fun k ↦ genWeightSpace M (k • α + χ)) hk'
  | zero => simp
  | add _ _ _ _ hz₁ hz₂ => rw [lie_add]; exact add_mem hz₁ hz₂

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

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : LieAlgebra K L
inst✝² : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsKilling K L
x : L
hx : x ∈ H
hx' : _root_.IsNilpotent ((ad K L) x)
this : ⟨x, hx⟩ ∈ LinearMap.ker (traceForm K (↥H) L)
⊢ x = 0

Tactic:
by
    simp only [ker_traceForm_eq_bot_of_isCartanSubalgebra, Submodule.mem_bot] at this
    exact (AddSubmonoid.mk_eq_zero H.toAddSubmonoid).mp this

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝² : IsDomain R
inst✝¹ : Free R M
inst✝ : Module.Finite R M
z : L
hzc : z ∈ LieAlgebra.center R L
x : L
A : Type u_1 := AlgebraicClosure (FractionRing R)
hz : 1 ⊗ₜ[R] z ∈ lowerCentralSeries A (A ⊗[R] L) (A ⊗[R] L) 1
⊢ (trace A (A ⊗[R] M)) ((toEnd A (A ⊗[R] L) (A ⊗[R] M)) (1 ⊗ₜ[R] z) ∘ₗ (toEnd A (A ⊗[R] L) (A ⊗[R] M)) (1 ⊗ₜ[R] x)) = 0

Tactic:
replace hzc : 1 ⊗ₜ[R] z ∈ LieAlgebra.center A (A ⊗[R] L) := by
    simp only [mem_maxTrivSubmodule] at hzc ⊢
    intro y
    exact y.induction_on rfl (fun a u ↦ by simp [hzc u])
      (fun u v hu hv ↦ by simp [A, hu, hv])

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
inst✝³ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝² : IsDomain R
inst✝¹ : Free R M
inst✝ : Module.Finite R M
z x : L
A : Type u_1 := AlgebraicClosure (FractionRing R)
hz : 1 ⊗ₜ[R] z ∈ lowerCentralSeries A (A ⊗[R] L) (A ⊗[R] L) 1
hzc : 1 ⊗ₜ[R] z ∈ LieAlgebra.center A (A ⊗[R] L)
⊢ (trace A (A ⊗[R] M)) ((toEnd A (A ⊗[R] L) (A ⊗[R] M)) (1 ⊗ₜ[R] z) ∘ₗ (toEnd A (A ⊗[R] L) (A ⊗[R] M)) (1 ⊗ₜ[R] x)) = 0
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁶ : Finite ι
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : CharZero R
this : IsLieAbelian ↥H := isLieAbelian_cartan b
x u v : L
hx✝ : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hy✝ : v ∈ lieSpan R L (range b.e)
hu : u ∈ ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
hv : v ∈ ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
s : Set (↥H → R) := {χ | ∃ n, n ≠ 0 ∧ χ = ⇑(∑ i, n i • b.baseSupp i)}
hs : ∀ χ₁ ∈ s, ∀ χ₂ ∈ s, χ₁ + χ₂ ∈ s
e : ↑{n | n ≠ 0} ≃ ↑s := Equiv.ofBijective (fun n ↦ ⟨∑ i, ↑n i • ⇑(b.baseSupp i), ⋯⟩) ⋯
⊢ ⨆ χ ∈ s, rootSpace H χ = ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))

Tactic:
iSup_subtype',

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁶ : Finite ι
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : CharZero R
this : IsLieAbelian ↥H := isLieAbelian_cartan b
x u v : L
hx✝ : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hy✝ : v ∈ lieSpan R L (range b.e)
hu : u ∈ ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
hv : v ∈ ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
s : Set (↥H → R) := {χ | ∃ n, n ≠ 0 ∧ χ = ⇑(∑ i, n i • b.baseSupp i)}
hs : ∀ χ₁ ∈ s, ∀ χ₂ ∈ s, χ₁ + χ₂ ∈ s
e : ↑{n | n ≠ 0} ≃ ↑s := Equiv.ofBijective (fun n ↦ ⟨∑ i, ↑n i • ⇑(b.baseSupp i), ⋯⟩) ⋯
⊢ ⨆ x, rootSpace H ↑x = ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁶ : Finite ι
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : CharZero R
this : IsLieAbelian ↥H := isLieAbelian_cartan b
x u v : L
hx✝ : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hy✝ : v ∈ lieSpan R L (range b.e)
hu : u ∈ ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
hv : v ∈ ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
s : Set (↥H → R) := {χ | ∃ n, n ≠ 0 ∧ χ = ⇑(∑ i, n i • b.baseSupp i)}
hs : ∀ χ₁ ∈ s, ∀ χ₂ ∈ s, χ₁ + χ₂ ∈ s
e : ↑{n | n ≠ 0} ≃ ↑s := Equiv.ofBijective (fun n ↦ ⟨∑ i, ↑n i • ⇑(b.baseSupp i), ⋯⟩) ⋯
⊢ ⨆ x, rootSpace H ↑x = ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))

Tactic:
iSup_subtype',

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁶ : Finite ι
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : CharZero R
this : IsLieAbelian ↥H := isLieAbelian_cartan b
x u v : L
hx✝ : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hy✝ : v ∈ lieSpan R L (range b.e)
hu : u ∈ ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
hv : v ∈ ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
s : Set (↥H → R) := {χ | ∃ n, n ≠ 0 ∧ χ = ⇑(∑ i, n i • b.baseSupp i)}
hs : ∀ χ₁ ∈ s, ∀ χ₂ ∈ s, χ₁ + χ₂ ∈ s
e : ↑{n | n ≠ 0} ≃ ↑s := Equiv.ofBijective (fun n ↦ ⟨∑ i, ↑n i • ⇑(b.baseSupp i), ⋯⟩) ⋯
⊢ ⨆ x, rootSpace H ↑x = ⨆ x, rootSpace H (∑ i, ↑x i • ⇑(b.baseSupp i))
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁶ : Finite ι
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : CharZero R
this : IsLieAbelian ↥H := isLieAbelian_cartan b
x u v : L
hx✝ : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hy✝ : v ∈ lieSpan R L (range b.e)
hv : v ∈ ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
s : Set (↥H → R) := {χ | ∃ n, n ≠ 0 ∧ χ = ⇑(∑ i, n i • b.baseSupp i)}
hs : ∀ χ₁ ∈ s, ∀ χ₂ ∈ s, χ₁ + χ₂ ∈ s
e : ↑{n | n ≠ 0} ≃ ↑s := Equiv.ofBijective (fun n ↦ ⟨∑ i, ↑n i • ⇑(b.baseSupp i), ⋯⟩) ⋯
hu : u ∈ ⨆ χ ∈ s, rootSpace H χ
⊢ ⨆ χ ∈ s, rootSpace H χ = ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))

Tactic:
iSup_subtype',

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁶ : Finite ι
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
inst✝² : Fintype ι
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : CharZero R
this : IsLieAbelian ↥H := isLieAbelian_cartan b
x u v : L
hx✝ : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hy✝ : v ∈ lieSpan R L (range b.e)
hv : v ∈ ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
s : Set (↥H → R) := {χ | ∃ n, n ≠ 0 ∧ χ = ⇑(∑ i, n i • b.baseSupp i)}
hs : ∀ χ₁ ∈ s, ∀ χ₂ ∈ s, χ₁ + χ₂ ∈ s
e : ↑{n | n ≠ 0} ≃ ↑s := Equiv.ofBijective (fun n ↦ ⟨∑ i, ↑n i • ⇑(b.baseSupp i), ⋯⟩) ⋯
hu : u ∈ ⨆ χ ∈ s, rootSpace H χ
⊢ ⨆ x, rootSpace H ↑x = ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))