mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Nilpotent

Goal state before:
pp: R : Type u
L : Type v
M : Type w
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
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁶ : LieRing L₂
inst✝⁵ : LieAlgebra R L₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L₂ M₂
f : L →ₗ⁅R⁆ L₂
g : M →ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
inst✝¹ : LieModule R L₂ M₂
hf_surj : Surjective ⇑f
hg_surj : Surjective ⇑g
inst✝ : LieModule.IsNilpotent L M
k : ℕ
hk : lowerCentralSeries R L M k = ⊥
⊢ LieModule.IsNilpotent L₂ M₂

Tactic:
isNilpotent_iff R

Goal state after:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
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
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁶ : LieRing L₂
inst✝⁵ : LieAlgebra R L₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L₂ M₂
f : L →ₗ⁅R⁆ L₂
g : M →ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
inst✝¹ : LieModule R L₂ M₂
hf_surj : Surjective ⇑f
hg_surj : Surjective ⇑g
inst✝ : LieModule.IsNilpotent L M
k : ℕ
hk : lowerCentralSeries R L M k = ⊥
⊢ ∃ k, lowerCentralSeries R L₂ M₂ k = ⊥
Module: Mathlib.FieldTheory.Tower

Goal state before:
pp: F : Type u
K : Type v
A : Type w
inst✝⁶ : Semiring F
inst✝⁵ : Semiring K
inst✝⁴ : Module F K
inst✝³ : AddCommMonoid A
inst✝² : Module K A
inst✝¹ : Module F A
inst✝ : IsScalarTower F K A
hf : Module.Finite F A
b : Finset A
hb : span F ↑b = ⊤
⊢ restrictScalars F (span K ↑b) = restrictScalars F ⊤

Tactic:
rw [Submodule.restrictScalars_top, eq_top_iff, ← hb, Submodule.span_le]

Goal state after:
F : Type u
K : Type v
A : Type w
inst✝⁶ : Semiring F
inst✝⁵ : Semiring K
inst✝⁴ : Module F K
inst✝³ : AddCommMonoid A
inst✝² : Module K A
inst✝¹ : Module F A
inst✝ : IsScalarTower F K A
hf : Module.Finite F A
b : Finset A
hb : span F ↑b = ⊤
⊢ ↑b ⊆ ↑(restrictScalars F (span K ↑b))
Module: Mathlib.FieldTheory.SplittingField.IsSplittingField

Goal state before:
pp: K : Type v
L : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Algebra K L
f : K[X]
inst✝ : IsSplittingField K L f
h : f.Splits
y : L
hy : y ∈ ↑(Multiset.map (⇑(algebraMap K L)) f.roots).toFinset
⊢ y ∈ ↑⊥

Tactic:
Multiset.toFinset_map,

Goal state after:
K : Type v
L : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Algebra K L
f : K[X]
inst✝ : IsSplittingField K L f
h : f.Splits
y : L
hy : y ∈ ↑(Finset.image (⇑(algebraMap K L)) f.roots.toFinset)
⊢ y ∈ ↑⊥
Module: Mathlib.FieldTheory.SplittingField.IsSplittingField

Goal state before:
pp: case adjoin_rootSet'
F : Type u
K : Type v
L : Type w
inst✝⁸ : Field K
inst✝⁷ : Field L
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Algebra K L
inst✝⁴ : Algebra F K
inst✝³ : Algebra F L
inst✝² : IsScalarTower F K L
f g : F[X]
hf : f ≠ 0
hg : g ≠ 0
inst✝¹ : IsSplittingField F K f
inst✝ : IsSplittingField K L (Polynomial.map (algebraMap F K) g)
⊢ Subalgebra.restrictScalars F
      (Algebra.adjoin
        ↥(Algebra.adjoin F ↑(Multiset.map (⇑(algebraMap K L)) (Polynomial.map (algebraMap F K) f).roots).toFinset)
        ↑(Polynomial.map ((algebraMap K L).comp (algebraMap F K)) g).roots.toFinset) =
    ⊤

Tactic:
Multiset.toFinset_map,

Goal state after:
case adjoin_rootSet'
F : Type u
K : Type v
L : Type w
inst✝⁸ : Field K
inst✝⁷ : Field L
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Algebra K L
inst✝⁴ : Algebra F K
inst✝³ : Algebra F L
inst✝² : IsScalarTower F K L
f g : F[X]
hf : f ≠ 0
hg : g ≠ 0
inst✝¹ : IsSplittingField F K f
inst✝ : IsSplittingField K L (Polynomial.map (algebraMap F K) g)
⊢ Subalgebra.restrictScalars F
      (Algebra.adjoin
        ↥(Algebra.adjoin F ↑(Finset.image (⇑(algebraMap K L)) (Polynomial.map (algebraMap F K) f).roots.toFinset))
        ↑(Polynomial.map ((algebraMap K L).comp (algebraMap F K)) g).roots.toFinset) =
    ⊤
Module: Mathlib.FieldTheory.IsAlgClosed.Spectrum

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u
A : Type v
inst✝⁴ : Field 𝕜
inst✝³ : Ring A
inst✝² : Algebra 𝕜 A
inst✝¹ : IsAlgClosed 𝕜
inst✝ : Nontrivial A
I : FiniteDimensional 𝕜 A
a : A
⊢ (σ a).Nonempty

Tactic:
obtain ⟨p, ⟨h_mon, h_eval_p⟩⟩ := isIntegral_of_noetherian (IsNoetherian.iff_fg.2 I) a
  have nu : ¬IsUnit (aeval a p) := by rw [← aeval_def] at h_eval_p; rw [h_eval_p]; simp
  rw [(IsAlgClosed.splits p).eq_prod_roots_of_monic h_mon] at nu
  obtain ⟨k, hk, _⟩ := exists_mem_of_not_isUnit_aeval_prod nu
  exact ⟨k, hk⟩

Goal state after:
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_1, Submodule.map p.subtype (maxGenEigenspace (LinearMap.restrict (f i_1) ⋯) (μ i_1)) =
    ⨅ j, (f j).maxGenEigenspace (μ j)

Tactic:
this,

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_1, Submodule.map p.subtype (maxGenEigenspace (LinearMap.restrict (f i_1) ⋯) (μ i_1)) =
    p ⊓ ⨅ j, (f j).maxGenEigenspace (μ j)
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
α : E
⊢ minpoly F (AdjoinSimple.gen F α) = minpoly F α

Tactic:
rw [← minpoly.algebraMap_eq (algebraMap F⟮α⟯ E).injective, AdjoinSimple.algebraMap_gen]

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

Goal state before:
pp: case right.refine_1
F : Type u_1
inst✝⁴ : Field F
E : Type u_2
inst✝³ : Field E
inst✝² : Algebra F E
α : E
K : Type u
inst✝¹ : Field K
inst✝ : Algebra F K
h : IsIntegral F α
f : AdjoinRoot (minpoly F α) →+* ↥F⟮α⟯ := AdjoinRoot.lift (↑(Algebra.ofId F ↥F⟮α⟯)) (AdjoinSimple.gen F α) ⋯
this : Fact (Irreducible (minpoly F α))
x : E
hx : x ∈ Set.range ⇑(algebraMap F E)
⊢ x ∈ ↑(F⟮α⟯.toSubfield.subtype.comp f).fieldRange

Tactic:
obtain ⟨y, hy⟩ := hx

Goal state after:
case right.refine_1
F : Type u_1
inst✝⁴ : Field F
E : Type u_2
inst✝³ : Field E
inst✝² : Algebra F E
α : E
K : Type u
inst✝¹ : Field K
inst✝ : Algebra F K
h : IsIntegral F α
f : AdjoinRoot (minpoly F α) →+* ↥F⟮α⟯ := AdjoinRoot.lift (↑(Algebra.ofId F ↥F⟮α⟯)) (AdjoinSimple.gen F α) ⋯
this : Fact (Irreducible (minpoly F α))
x : E
y : F
hy : (algebraMap F E) y = x
⊢ x ∈ ↑(F⟮α⟯.toSubfield.subtype.comp f).fieldRange
Module: Mathlib.FieldTheory.Extension

Goal state before:
pp: case refine_2
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
L : IntermediateField F E
f : ↥L →ₐ[F] K
hK : ∀ s ∈ S, IsIntegral (↥L) s ∧ (Polynomial.map f.toRingHom (minpoly (↥L) s)).Splits
φ : Lifts F E K
hfφ : { carrier := L, emb := f } ≤ φ
hφ : IsMax φ
s : E
h : s ∈ S
this✝² : Algebra ↥{ carrier := L, emb := f }.carrier ↥φ.carrier := (inclusion ⋯).toAlgebra
this✝¹ : SMul ↥L ↥φ.carrier := this✝².toSMul
this✝ : IsScalarTower (↥L) (↥φ.carrier) E
this : ∃ y, φ ≤ y ∧ s ∈ y.carrier
⊢ s ∈ ↑(extendScalars ⋯)

Tactic:
obtain ⟨y, h1, h2⟩ := this

Goal state after:
case refine_2
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
L : IntermediateField F E
f : ↥L →ₐ[F] K
hK : ∀ s ∈ S, IsIntegral (↥L) s ∧ (Polynomial.map f.toRingHom (minpoly (↥L) s)).Splits
φ : Lifts F E K
hfφ : { carrier := L, emb := f } ≤ φ
hφ : IsMax φ
s : E
h : s ∈ S
this✝¹ : Algebra ↥{ carrier := L, emb := f }.carrier ↥φ.carrier := (inclusion ⋯).toAlgebra
this✝ : SMul ↥L ↥φ.carrier := this✝¹.toSMul
this : IsScalarTower (↥L) (↥φ.carrier) E
y : Lifts F E K
h1 : φ ≤ y
h2 : s ∈ y.carrier
⊢ s ∈ ↑(extendScalars ⋯)
Module: Mathlib.FieldTheory.IntermediateField.Adjoin.Basic

Goal state before:
pp: K : Type u
inst✝ : Field K
f g : K[X]
hfm : f.Monic
hgm : g.Monic
hf : Irreducible f
hg :
  ∀ (E : Type u) [inst : Field E] [inst_1 : Algebra K E] (x : E),
    minpoly K x = f → Irreducible (Polynomial.map (algebraMap K ↥K⟮x⟯) g - C (AdjoinSimple.gen K x))
hf' : f.natDegree ≠ 0
this : Fact (Irreducible f)
e : g.natDegree = 0
⊢ minpoly K (root f) = f

Tactic:
rw [AdjoinRoot.minpoly_root hf.ne_zero, hfm, inv_one, map_one, mul_one]

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

Goal state before:
pp: R : Type u
L : Type v
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝ : H.IsCartanSubalgebra
⊢ H.toLieSubmodule.normalizer = H.toLieSubmodule

Tactic:
← LieSubmodule.toSubmodule_inj,

Goal state after:
R : Type u
L : Type v
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝ : H.IsCartanSubalgebra
⊢ ↑H.toLieSubmodule.normalizer = ↑H.toLieSubmodule
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Sl2

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
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
h e f : L
m : M
μ : R
t : IsSl2Triple h e f
P : t.HasPrimitiveVectorWith m μ
inst✝³ : IsNoetherian R M
inst✝² : IsTorsionFree R M
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : CharZero R
⊢ ∃ n, μ = ↑n

Tactic:
by
  suffices ∃ n : ℕ, (ψ n) = 0 by
    obtain ⟨n, hn₁, hn₂⟩ := Nat.exists_not_and_succ_of_not_zero_of_exists P.ne_zero this
    refine ⟨n, ?_⟩
    have := lie_e_pow_succ_toEnd_f P n
    rw [hn₂, lie_zero, eq_comm, smul_eq_zero_iff_left hn₁, mul_eq_zero, sub_eq_zero] at this
    exact this.resolve_left <| Nat.cast_add_one_ne_zero n
  have hs : (range <| fun (n : ℕ) ↦ μ - 2 * n).Infinite := by
    rw [infinite_range_iff (fun n m ↦ by simp)]; infer_instance
  by_contra! contra
  exact hs ((toEnd R L M h).eigenvectors_linearIndependent
    {μ - 2 * n | n : ℕ}
    (fun ⟨s, hs⟩ ↦ ψ Classical.choose hs)
    (fun ⟨r, hr⟩ ↦ by simp [lie_h_pow_toEnd_f P, Classical.choose_spec hr, contra,
      Module.End.hasEigenvector_iff])).finite

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

Goal state before:
pp: R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
inst✝ : LieRing.IsNilpotent L
⊢ (genWeightSpace M 0).normalizer = genWeightSpace M 0

Tactic:
refine le_antisymm ?_ (LieSubmodule.le_normalizer _)

Goal state after:
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
inst✝ : LieRing.IsNilpotent L
⊢ (genWeightSpace M 0).normalizer ≤ genWeightSpace M 0
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.toLieSubmodule = rootSpace H 0 ↔ H.IsCartanSubalgebra

Tactic:
by
  rw [← zeroRootSubalgebra_eq_iff_is_cartan, ← LieSubalgebra.toSubmodule_inj,
    ← LieSubmodule.toSubmodule_inj]
  aesop

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 : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsNoetherian R L
⊢ rootSpace H 0 = H.toLieSubmodule

Tactic:
← LieSubmodule.toSubmodule_inj,

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 : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsNoetherian R L
⊢ ↑(rootSpace H 0) = ↑H.toLieSubmodule
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Cartan

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝² : LieRing.IsNilpotent ↥H
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsNoetherian R L
α : ↥H → R
x : ↥H
this : x ∈ corootSpace α ↔ ↑x ∈ LieSubmodule.map H.toLieSubmodule.incl (corootSpace α)
⊢ x ∈ corootSpace α ↔ ↑x ∈ Submodule.span R {x | ∃ y ∈ rootSpace H α, ∃ z ∈ rootSpace H (-α), ⁅y, z⁆ = x}

Tactic:
this,

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝² : LieRing.IsNilpotent ↥H
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsNoetherian R L
α : ↥H → R
x : ↥H
this : x ∈ corootSpace α ↔ ↑x ∈ LieSubmodule.map H.toLieSubmodule.incl (corootSpace α)
⊢ ↑x ∈ LieSubmodule.map H.toLieSubmodule.incl (corootSpace α) ↔
    ↑x ∈ Submodule.span R {x | ∃ y ∈ rootSpace H α, ∃ z ∈ rootSpace H (-α), ⁅y, z⁆ = x}
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Cartan

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝² : LieRing.IsNilpotent ↥H
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsNoetherian R L
α : ↥H → R
x : ↥H
this : x ∈ corootSpace α ↔ ↑x ∈ LieSubmodule.map H.toLieSubmodule.incl (corootSpace α)
⊢ ↑x ∈
      Submodule.span R
        {x |
          ∃ a b,
            ↑H.toLieSubmodule.incl
                (↑(LieModuleHom.codRestrict H.toLieSubmodule
                      ((rootSpace H 0).incl.comp (rootSpaceProduct R L H α (-α) 0 ⋯)) ⋯)
                  (a ⊗ₜ[R] b)) =
              x} ↔
    ↑x ∈ Submodule.span R {x | ∃ y ∈ ↑(rootSpace H α), ∃ z ∈ ↑(rootSpace H (-α)), ⁅y, z⁆ = x}

Tactic:
change (x : L) ∈ Submodule.span R
    {x | ∃ (a : rootSpace H α) (b : rootSpace H (-α)), ⁅(a : L), (b : L)⁆ = x} ↔ _

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝² : LieRing.IsNilpotent ↥H
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsNoetherian R L
α : ↥H → R
x : ↥H
this : x ∈ corootSpace α ↔ ↑x ∈ LieSubmodule.map H.toLieSubmodule.incl (corootSpace α)
⊢ ↑x ∈ Submodule.span R {x | ∃ a b, ⁅↑a, ↑b⁆ = x} ↔
    ↑x ∈ Submodule.span R {x | ∃ y ∈ ↑(rootSpace H α), ∃ z ∈ ↑(rootSpace H (-α)), ⁅y, z⁆ = x}
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: 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
i j : ι
h : i ≠ j
⊢ ⁅b.f i, b.e j⁆ = 0

Tactic:
by rw [← lie_skew, neg_eq_zero, b.lie_e_f_ne j i h.symm]

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
Φ : LinearMap.BilinForm R M
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : LieModule R L M
⊢ LinearMap.BilinForm.lieInvariant L Φ ↔ Φ ∈ LieModule.maxTrivSubmodule R L (LinearMap.BilinForm R M)

Tactic:
by
  refine ⟨fun h x ↦ ?_, fun h x y z ↦ ?_⟩
  · ext y z
    rw [LieHom.lie_apply, LinearMap.sub_apply, Module.Dual.lie_apply, LinearMap.zero_apply,
      LinearMap.zero_apply, h, sub_self]
  · replace h := LinearMap.congr_fun₂ (h x) y z
    simp only [LieHom.lie_apply, LinearMap.sub_apply, Module.Dual.lie_apply,
      LinearMap.zero_apply, sub_eq_zero] at h
    simp [← h]

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

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✝ : IsTriangularizable R L M
x : L
⊢ ⨆ φ, genWeightSpaceOf M φ x = ⊤

Tactic:
← LieSubmodule.toSubmodule_inj,

Goal state after:
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, genWeightSpaceOf M φ x) = ↑⊤
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: case lie
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
y z : L
hy : y ∈ lieSpan R L (range b.e)
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
i : ι
x u v : L
hu : u ∈ lieSpan R L (range b.f)
hv : v ∈ lieSpan R L (range b.f)
hu' : ⁅b.e i, u⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
hv' : ⁅b.e i, v⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
w₁ : L
hw₁ : w₁ ∈ H
w₂ : L
hw₂ : w₂ ∈ b.borelLower
hwu : w₁ + w₂ = ⁅b.e i, u⁆
w₃ : L
hw₃ : w₃ ∈ H
w₄ : L
hw₄ : w₄ ∈ b.borelLower
hwv : w₃ + w₄ = ⁅b.e i, v⁆
⊢ ⁅w₁ + w₂, v⁆ + ⁅u, w₃ + w₄⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower

Tactic:
lie_add,

Goal state after:
case lie
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
y z : L
hy : y ∈ lieSpan R L (range b.e)
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
i : ι
x u v : L
hu : u ∈ lieSpan R L (range b.f)
hv : v ∈ lieSpan R L (range b.f)
hu' : ⁅b.e i, u⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
hv' : ⁅b.e i, v⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
w₁ : L
hw₁ : w₁ ∈ H
w₂ : L
hw₂ : w₂ ∈ b.borelLower
hwu : w₁ + w₂ = ⁅b.e i, u⁆
w₃ : L
hw₃ : w₃ ∈ H
w₄ : L
hw₄ : w₄ ∈ b.borelLower
hwv : w₃ + w₄ = ⁅b.e i, v⁆
⊢ ⁅w₁ + w₂, v⁆ + (⁅u, w₃⁆ + ⁅u, w₄⁆) ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: case lie
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
y z : L
hy : y ∈ lieSpan R L (range b.e)
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
i : ι
x u v : L
hu : u ∈ lieSpan R L (range b.f)
hv : v ∈ lieSpan R L (range b.f)
hu' : ⁅b.e i, u⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
hv' : ⁅b.e i, v⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
w₁ : L
hw₁ : w₁ ∈ H
w₂ : L
hw₂ : w₂ ∈ b.borelLower
hwu : w₁ + w₂ = ⁅b.e i, u⁆
w₃ : L
hw₃ : w₃ ∈ H
w₄ : L
hw₄ : w₄ ∈ b.borelLower
hwv : w₃ + w₄ = ⁅b.e i, v⁆
⊢ ⁅b.e i, ⁅u, v⁆⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower

Tactic:
rw [leibniz_lie, ← hwu, ← hwv, lie_add, add_lie, ← add_assoc]

Goal state after:
case lie
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
y z : L
hy : y ∈ lieSpan R L (range b.e)
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
i : ι
x u v : L
hu : u ∈ lieSpan R L (range b.f)
hv : v ∈ lieSpan R L (range b.f)
hu' : ⁅b.e i, u⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
hv' : ⁅b.e i, v⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
w₁ : L
hw₁ : w₁ ∈ H
w₂ : L
hw₂ : w₂ ∈ b.borelLower
hwu : w₁ + w₂ = ⁅b.e i, u⁆
w₃ : L
hw₃ : w₃ ∈ H
w₄ : L
hw₄ : w₄ ∈ b.borelLower
hwv : w₃ + w₄ = ⁅b.e i, v⁆
⊢ ⁅w₁, v⁆ + ⁅w₂, v⁆ + ⁅u, w₃⁆ + ⁅u, w₄⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
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 ≤ (J ⊔ J') ⊓ I

Tactic:
this,

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
b₁ : B.IsRefl
b₂ : (B.restrict W).Nondegenerate
x : V
hx : x ∈ W ⊓ B.orthogonal W
hx₁ : x ∈ W
hx₂ : x ∈ B.orthogonal W
⊢ x ∈ ⊥

Tactic:
refine Subtype.mk_eq_mk.1 (b₂.1 ⟨x, hx₁⟩ ?_)

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
b₁ : B.IsRefl
b₂ : (B.restrict W).Nondegenerate
x : V
hx : x ∈ W ⊓ B.orthogonal W
hx₁ : x ∈ W
hx₂ : x ∈ B.orthogonal W
⊢ ∀ (y : ↥W), ((B.restrict W) ⟨x, hx₁⟩) y = 0
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Linear

Goal state before:
pp: k : Type u_1
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 : IsLieAbelian L
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : Module.IsTorsionFree R M
h : ∀ (x y : L), Commute ((toEnd R L M) x) ((toEnd R L M) y)
χ : L → R
hχ : ¬genWeightSpace M χ = ⊥
x y : L
⊢ χ (x + y) = χ x + χ y

Tactic:
← LieSubmodule.toSubmodule_inj,

Goal state after:
k : Type u_1
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 : IsLieAbelian L
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : Module.IsTorsionFree R M
h : ∀ (x y : L), Commute ((toEnd R L M) x) ((toEnd R L M) y)
χ : L → R
x y : L
hχ : ¬↑(genWeightSpace M χ) = ↑⊥
⊢ χ (x + y) = χ x + χ y
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Linear

Goal state before:
pp: k : Type u_1
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 : IsLieAbelian L
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : Module.IsTorsionFree R M
aux : ∀ (χ : L → R), genWeightSpace M χ ≠ ⊥ → ∀ (x y : L), χ (x + y) = χ x + χ y
χ : L → R
hχ : ¬genWeightSpace M χ = ⊥
t : R
x : L
⊢ χ (t • x) = t • χ x

Tactic:
← LieSubmodule.toSubmodule_inj,

Goal state after:
k : Type u_1
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 : IsLieAbelian L
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : Module.IsTorsionFree R M
aux : ∀ (χ : L → R), genWeightSpace M χ ≠ ⊥ → ∀ (x y : L), χ (x + y) = χ x + χ y
χ : L → R
t : R
x : L
hχ : ¬↑(genWeightSpace M χ) = ↑⊥
⊢ χ (t • x) = t • χ x
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: case smul
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
y : L
this : ∀ (i : ι), ∀ x ∈ lieSpan R L (range b.f), ⁅b.e i, x⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
t : R
u : L
hx✝ : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hu : ∀ {z : L}, z ∈ lieSpan R L (range b.f) → ⁅u, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
z : L
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
⊢ ⁅t • u, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper

Tactic:
rw [smul_lie]; exact SMulMemClass.smul_mem t (hu hz)

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
s : Finset (LieIdeal R L)
hs : ↑s ⊆ {I | IsAtom I}
I : LieIdeal R L
hI✝ : I ≤ s.sup id
S : Set (LieIdeal R L) := {I | IsAtom I}
hI : I < s.sup id
J : LieIdeal R L
hJs : J ∈ s
hJI : ¬J ≤ I
s' : Finset (LieIdeal R L) := s.erase J
hs' : s' ⊂ s
hs'S : ↑s' ⊆ S
K : LieIdeal R L := s'.sup id
y : L
hy : y ∈ id J
z : L
hz : z ∈ K
hx : y + z ∈ I
this : ⟨y, hy⟩ ∈ center R ↥J
⊢ y + z ∈ K

Tactic:
have _inst := isSimple_of_isAtom J (hs hJs)
    simp_all

Goal state after: