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

Goal state before:
pp: 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
l : K → ℕ
hlk : ∀ (i : K), ↑(l i) ≤ k
hl : ∀ (i : K), m i ∈ ((f - i • 1) ^ l i).ker
l₀ : ℕ := m.support.sup l
h_comm : ∀ (μ₁ μ₂ : K), Commute ((f - (algebraMap K (End K V)) μ₁) ^ l₀) ((f - (algebraMap K (End K V)) μ₂) ^ l₀)
g : End K V := (m.support.erase μ).noncommProd (fun μ₁ ↦ (f - (algebraMap K (End K V)) μ₁) ^ l₀) ⋯
hfg : Commute f g
hg₀ : g (m.sum fun _μ mμ ↦ mμ) = g (m μ)
hg₁ : MapsTo ⇑g ↑p ↑p
⊢ m μ ∈ p

Tactic:
have hg₂ : MapsTo g ↑(f.genEigenspace μ k) ↑(f.genEigenspace μ k) :=
    f.mapsTo_genEigenspace_of_comm hfg μ k

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
l : K → ℕ
hlk : ∀ (i : K), ↑(l i) ≤ k
hl : ∀ (i : K), m i ∈ ((f - i • 1) ^ l i).ker
l₀ : ℕ := m.support.sup l
h_comm : ∀ (μ₁ μ₂ : K), Commute ((f - (algebraMap K (End K V)) μ₁) ^ l₀) ((f - (algebraMap K (End K V)) μ₂) ^ l₀)
g : End K V := (m.support.erase μ).noncommProd (fun μ₁ ↦ (f - (algebraMap K (End K V)) μ₁) ^ l₀) ⋯
hfg : Commute f g
hg₀ : g (m.sum fun _μ mμ ↦ mμ) = g (m μ)
hg₁ : MapsTo ⇑g ↑p ↑p
hg₂ : MapsTo ⇑g ↑((f.genEigenspace μ) k) ↑((f.genEigenspace μ) k)
⊢ 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 : χ₁ ∉ s → Disjoint (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) (s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i))
⊢ χ₁ ∉ insert χ₂ s →
    Disjoint (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) ((insert χ₂ s).sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i))

Tactic:
intro hχ₁₂
  obtain ⟨hχ₁₂ : χ₁ ≠ χ₂, hχ₁ : χ₁ ∉ s⟩ := by rwa [Finset.mem_insert, not_or] at hχ₁₂
  specialize ih hχ₁
  rw [Finset.sup_insert, disjoint_iff, Submodule.eq_bot_iff]
  rintro x ⟨hx, hx'⟩
  simp only [SetLike.mem_coe] at hx hx'
  suffices x ∈ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₂ i) by
    rw [← Submodule.mem_bot (R := R), ← (disjoint_iInf_maxGenEigenspace f hχ₁₂).eq_bot]
    exact ⟨hx, this⟩
  obtain ⟨y, hy, z, hz, rfl⟩ := Submodule.mem_sup.mp hx'; clear hx'
  suffices ∀ l, ∃ (k : ℕ),
      ((f l - algebraMap R (Module.End R M) (χ₂ l)) ^ k) (y + z) ∈
      (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) ⊓
        Finset.sup s fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i) by
    simpa [ih.eq_bot, Submodule.mem_bot] using! this
  intro l
  let g : Module.End R M := f l - algebraMap R (Module.End R M) (χ₂ l)
  obtain ⟨k, hk : (g ^ k) y = 0⟩ := (mem_iInf_maxGenEigenspace_iff _ _ _).mp hy l
  have aux (f : End R M) (φ : R) (k : ℕ) (p : Submodule R M) (hp : MapsTo f p p) :
      MapsTo ((f - algebraMap R (Module.End R M) φ) ^ k) p p := by
    rw [Module.End.coe_pow]
    exact MapsTo.iterate (fun m hm ↦ p.sub_mem (hp hm) (p.smul_mem _ hm)) k
  refine ⟨k, Submodule.mem_inf.mp ⟨?_, ?_⟩⟩
  · refine aux (f l) (χ₂ l) k (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) ?_ hx
    simp only [Submodule.coe_iInf]
    exact h l χ₁
  · rw [map_add, hk, zero_add]
    suffices (s.sup fun χ ↦ (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i))).map (g ^ k) ≤
        s.sup fun χ ↦ (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i)) from
      this (Submodule.mem_map_of_mem hz)
    simp_rw [Finset.sup_eq_iSup, Submodule.map_iSup (ι := ι → R), Submodule.map_iSup (ι := _ ∈ s)]
    refine iSup₂_mono fun χ _ ↦ ?_
    rintro - ⟨u, hu, rfl⟩
    refine aux (f l) (χ₂ l) k (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i)) ?_ hu
    simp only [Submodule.coe_iInf]
    exact h l χ

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

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
K : Type u_3
inst✝³ : Field K
n : ℕ
ih :
  ∀ m < n,
    ∀ {M : Type u_4} [inst : AddCommGroup M] [inst_1 : Module K M] [FiniteDimensional K M] (f : ι → End K M),
      (∀ (i j : ι) (φ : K), MapsTo ⇑(f i) ↑((f j).maxGenEigenspace φ) ↑((f j).maxGenEigenspace φ)) →
        (∀ (i : ι), ⨆ μ, (f i).maxGenEigenspace μ = ⊤) → finrank K M = m → ⨆ χ, ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i) = ⊤
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
φ : K
hy : ∀ (x : K), (f i).maxGenEigenspace x < ⊤
⊢ finrank K ↥((f i).maxGenEigenspace φ) < n

Tactic:
exact h_dim ▸ Submodule.finrank_lt (hy φ).ne

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

Goal state before:
pp: 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) = ⊤
φ : K
χ : ι → K
hχ : χ i ≠ φ
⊢ ⨅ j, maxGenEigenspace (LinearMap.restrict (f j) ⋯) (χ j) ≤ ((f i).maxGenEigenspace φ).subtype.ker

Tactic:
LinearMap.ker,

Goal state after:
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) = ⊤
φ : K
χ : ι → K
hχ : χ i ≠ φ
⊢ ⨅ j, maxGenEigenspace (LinearMap.restrict (f j) ⋯) (χ j) ≤ Submodule.comap ((f i).maxGenEigenspace φ).subtype ⊥
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
χ₁ χ₂ : ↥H → R
x : L
m : M
hx : x ∈ rootSpace H χ₁
hm : m ∈ genWeightSpace M χ₂
n : ℕ
⊢ ((toEnd R L M) x ^ n) m ∈ genWeightSpace M (n • χ₁ + χ₂)

Tactic:
induction n with
  | zero => simpa using hm
  | succ n IH =>
    simp only [pow_succ', Module.End.mul_apply, toEnd_apply_apply]
    convert! lie_mem_genWeightSpace_of_mem_genWeightSpace hx IH using 2
    rw [succ_nsmul, ← add_assoc, add_comm (n • _)]

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

Goal state before:
pp: case h.inr
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)
k₁ : ℕ
hk₁ : (((toEnd R L M₁) x - χ₁ • 1) ^ k₁) m₁ = 0
k₂ : ℕ
hk₂ : (((toEnd R L M₂) x - χ₂ • 1) ^ k₂) m₂ = 0
hf₁ : (f₁ ^ k₁) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂) = 0
hf₂ : (f₂ ^ k₂) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂) = 0
hf_comm : Commute f₁ f₂
i j : ℕ
hij : (i, j) ∈ Finset.antidiagonal (k₁ + k₂ - 1)
hj : k₂ ≤ (i, j).2
⊢ (f₁ ^ i) ((f₂ ^ j) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂)) = 0

Tactic:
Module.End.pow_map_zero_of_le hj hf₂,

Goal state after:
case h.inr
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)
k₁ : ℕ
hk₁ : (((toEnd R L M₁) x - χ₁ • 1) ^ k₁) m₁ = 0
k₂ : ℕ
hk₂ : (((toEnd R L M₂) x - χ₂ • 1) ^ k₂) m₂ = 0
hf₁ : (f₁ ^ k₁) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂) = 0
hf₂ : (f₂ ^ k₂) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂) = 0
hf_comm : Commute f₁ f₂
i j : ℕ
hij : (i, j) ∈ Finset.antidiagonal (k₁ + k₂ - 1)
hj : k₂ ≤ (i, j).2
⊢ (f₁ ^ i) 0 = 0
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✝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
χ : R
x y : L
m : M
⊢ failed to pretty print expression (use 'set_option pp.rawOnError true' for raw representation)

Tactic:
hm

Goal state after:
K : Type u_1
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
χ : R
x y : L
m : M
hm : failed to pretty print expression (use 'set_option pp.rawOnError true' for raw representation)
⊢ failed to pretty print expression (use 'set_option pp.rawOnError true' for raw representation)
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
⊢ m ∈ ↑(genWeightSpace M χ) → ((toEnd R L M) x) m ∈ ↑(genWeightSpace M (α + χ))

Tactic:
hm

Goal state after:
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)
⊢ ((toEnd R L M) x) m ∈ ↑(genWeightSpace M (α + χ))
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
χ : L → R
m : M
⊢ (∀ (a : L) (b : a ∈ ⊤), ∃ k, (((toEnd R (↥⊤) M) ⟨a, b⟩ - (χ ∘ ⇑⊤.incl) ⟨a, b⟩ • 1) ^ k) m = 0) ↔
    ∀ (x : L), ∃ k, (((toEnd R L M) x - χ x • 1) ^ k) m = 0

Tactic:
apply forall_congr'

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
χ : L → R
m : M
⊢ ∀ (a : L),
    (∀ (b : a ∈ ⊤), ∃ k, (((toEnd R (↥⊤) M) ⟨a, b⟩ - (χ ∘ ⇑⊤.incl) ⟨a, b⟩ • 1) ^ k) m = 0) ↔
      ∃ k, (((toEnd R L M) a - χ a • 1) ^ k) m = 0
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Basic

Goal state before:
pp: case h
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✝ : IsNoetherian R M
χ : L → R
x : L
m : M
⊢ m ∈ ↑(genWeightSpace M χ) →
    m ∈
      LinearMap.ker
        (((toEnd R L M) x - (algebraMap R (Module.End R M)) (χ x)) ^ ((toEnd R L M) x).maxGenEigenspaceIndex (χ x))

Tactic:
hm

Goal state after:
case h
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✝ : IsNoetherian R M
χ : L → R
x : L
m : M
hm : m ∈ ↑(genWeightSpace M χ)
⊢ m ∈
    LinearMap.ker
      (((toEnd R L M) x - (algebraMap R (Module.End R M)) (χ x)) ^ ((toEnd R L M) x).maxGenEigenspaceIndex (χ x))
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
m : M
⊢ m ∈ (genWeightSpace M 0).normalizer → m ∈ genWeightSpace M 0

Tactic:
hm

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
m : M
hm : m ∈ (genWeightSpace M 0).normalizer
⊢ m ∈ genWeightSpace M 0
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✝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
x : L
φ : Module.End R M := (toEnd R L M) x
y : L
m : M
⊢ m ∈ (⨅ k, (φ ^ k).range).carrier → ⁅y, m⁆ ∈ (⨅ k, (φ ^ k).range).carrier

Tactic:
hm

Goal state after:
K : Type u_1
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
x : L
φ : Module.End R M := (toEnd R L M) x
y : L
m : M
hm : m ∈ (⨅ k, (φ ^ k).range).carrier
⊢ ⁅y, m⁆ ∈ (⨅ k, (φ ^ k).range).carrier
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
x : L
k : ℕ
this : ∀ (m : M) (l : ℕ), ((toEnd R L M) x ^ l) m ∈ lowerCentralSeries R L M l
m : M
⊢ m ∈ posFittingCompOf R M x → m ∈ lowerCentralSeries R L M k

Tactic:
hm

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
x : L
k : ℕ
this : ∀ (m : M) (l : ℕ), ((toEnd R L M) x ^ l) m ∈ lowerCentralSeries R L M l
m : M
hm : m ∈ posFittingCompOf R M x
⊢ m ∈ lowerCentralSeries R L M k
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Sl2

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
h e f : L
inst✝⁵ : IsDomain R
inst✝⁴ : CharZero R
inst✝³ : Nontrivial M
inst✝² : IsTorsionFree R M
inst✝¹ : Module.Finite R M
inst✝ : IsTriangularizable R L M
t : IsSl2Triple h e f
μ₀ : R
hμ₀ : ((toEnd R L M) h).HasEigenvalue μ₀
m₀ : M
hm₀ : ((toEnd R L M) h).HasEigenvector μ₀ m₀
evals : ℕ → R := fun n ↦ μ₀ + 2 * ↑n
e_vecs : ℕ → M := fun n ↦ ((toEnd R L M) e ^ n) m₀
contra : ∀ (k : ℕ), e_vecs k ≠ 0
a b : ℕ
hab : evals a = evals b
⊢ a = b

Tactic:
by
      simpa [evals, add_right_inj, mul_eq_mul_left_iff, Nat.cast_inj] using hab

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✝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
f : M →ₗ⁅R,L⁆ M₂
⊢ LieSubmodule.map f (posFittingComp R L M) ≤ posFittingComp R L M₂

Tactic:
rw [posFittingComp, posFittingComp, LieSubmodule.map_iSup]

Goal state after:
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
f : M →ₗ⁅R,L⁆ M₂
⊢ ⨆ i, LieSubmodule.map f (posFittingCompOf R M i) ≤ ⨆ x, posFittingCompOf R M₂ x
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Basic

Goal state before:
pp: 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
m : M
⊢ m ∈ genWeightSpace M χ → m ∈ LieSubmodule.comap f (genWeightSpace M₂ χ)

Tactic:
hm

Goal state after:
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
m : M
hm : m ∈ genWeightSpace M χ
⊢ m ∈ LieSubmodule.comap f (genWeightSpace M₂ χ)
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁴ : Finite ι
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
inst✝ : IsAddTorsionFree L
i : ι
this : NoZeroSMulDivisors ℤ L
⊢ b.A i i • b.e i - 2 • b.e i = 0

Tactic:
ofNat_smul_eq_nsmul,

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁴ : Finite ι
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
inst✝ : IsAddTorsionFree L
i : ι
this : NoZeroSMulDivisors ℤ L
⊢ b.A i i • b.e i - 2 • b.e i = 0
Module: Mathlib.Order.BooleanGenerators

Goal state before:
pp: α : Type u_1
inst✝¹ : CompleteLattice α
S : Set α
inst✝ : IsCompactlyGenerated α
hS : BooleanGenerators S
C : Set α
hC : ∀ x ∈ C, IsCompactElement x
ha : sSup C ≤ sSup S
⊢ ∀ (b : α), IsCompactElement b → b ≤ sSup S → ∃ T ⊆ S, b = sSup T

Tactic:
intro b

Goal state after:
α : Type u_1
inst✝¹ : CompleteLattice α
S : Set α
inst✝ : IsCompactlyGenerated α
hS : BooleanGenerators S
C : Set α
hC : ∀ x ∈ C, IsCompactElement x
ha : sSup C ≤ sSup S
b : α
⊢ IsCompactElement b → b ≤ sSup S → ∃ T ⊆ S, b = sSup T
Module: Mathlib.LinearAlgebra.BilinearForm.Orthogonal

Goal state before:
pp: case mpr
V : Type u_5
K : Type u_6
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
B : BilinForm K V
W : Subspace K V
x : V
hx : x ∈ W ⊓ ker B
⊢ x ∈ Submodule.map (Submodule.subtype W) (domRestrict B W).ker

Tactic:
simp_rw [Submodule.mem_map, LinearMap.mem_ker]
    exact ⟨⟨x, hx.1⟩, hx.right, rfl⟩

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
W : Submodule K V
b₁ : B.IsRefl
b₂ : (B.restrict W).Nondegenerate
b₃ : B.orthogonal W = ⊥
this : W ⊔ B.orthogonal W = ⊤
⊢ W = ⊤

Tactic:
b₃,

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
b₃ : B.orthogonal W = ⊥
this : W ⊔ ⊥ = ⊤
⊢ W = ⊤
Module: Mathlib.Data.Multiset.Fintype

Goal state before:
pp: α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
m : Multiset α
a : α
⊢ count a (map Prod.fst m.toEnumFinset.val) = count a m

Tactic:
simp [count_map, ← Finset.filter_val, eq_comm (a := a)]

Goal state after:
Module: Mathlib.Data.Multiset.Fintype

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

Tactic:
← Multiset.card_map Prod.fst m.toEnumFinset.val

Goal state after:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
m : Multiset α
⊢ (map Prod.fst m.toEnumFinset.val).card = m.card
Module: Mathlib.FieldTheory.SplittingField.Construction

Goal state before:
pp: K : Type v
inst✝ : Field K
f g : K[X]
⊢ IsCoprime f g ↔
    ∀ {A : Type v} [inst : CommRing A] [IsDomain A] [inst_2 : Algebra K A] (a : A), (aeval a) f ≠ 0 ∨ (aeval a) g ≠ 0

Tactic:
by
  refine ⟨fun h => aeval_ne_zero_of_isCoprime h, fun h => isCoprime_of_dvd _ _ ?_ fun x hx _ => ?_⟩
  · replace h := @h K _ _ _ 0
    contrapose! h
    rw [h.left, h.right, map_zero, and_self]
  · rintro ⟨_, rfl⟩ ⟨_, rfl⟩
    replace h := not_and_or.mpr <| h <| AdjoinRoot.root x.factor
    simp only [AdjoinRoot.aeval_eq, AdjoinRoot.mk_eq_zero,
      dvd_mul_of_dvd_left <| factor_dvd_of_not_isUnit hx, true_and, not_true] at h

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

Goal state before:
pp: n✝ : ℕ
K✝ : Type u
inst✝ : Field K✝
n : ℕ
ih :
  ∀ {K : Type u} [inst : Field K] (f : K[X]), f.natDegree = n → Algebra.adjoin K (f.rootSet (SplittingFieldAux n f)) = ⊤
K : Type u
x✝ : Field K
f : K[X]
hfn : f.natDegree = n.succ
⊢ Algebra.adjoin K (f.rootSet (SplittingFieldAux n.succ f)) = ⊤

Tactic:
have hndf : f.natDegree ≠ 0 := by intro h; rw [h] at hfn; cases hfn

Goal state after:
n✝ : ℕ
K✝ : Type u
inst✝ : Field K✝
n : ℕ
ih :
  ∀ {K : Type u} [inst : Field K] (f : K[X]), f.natDegree = n → Algebra.adjoin K (f.rootSet (SplittingFieldAux n f)) = ⊤
K : Type u
x✝ : Field K
f : K[X]
hfn : f.natDegree = n.succ
hndf : f.natDegree ≠ 0
⊢ Algebra.adjoin K (f.rootSet (SplittingFieldAux n.succ f)) = ⊤
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: case lie.hx
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
u v : L
hu : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hv : v ∈ lieSpan R L (range b.e)
hu' : ∀ {z : L}, z ∈ lieSpan R L (range b.f) → ⁅u, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
hv' : ∀ {z : L}, z ∈ lieSpan R L (range b.f) → ⁅v, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
z : L
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
⊢ ⁅u, ⁅v, z⁆⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper

Tactic:
obtain ⟨yc, hyc, yl, hyl, yu, hyu, aux⟩ :
        ∃ᵉ (yc ∈ H) (yl ∈ lieSpan R L (range b.f)) (yu ∈ lieSpan R L (range b.e)),
        yc + yl + yu = ⁅v, z⁆ := by simpa [LieSubmodule.mem_sup] using! hv' hz
      simp only [← aux, lie_add]
      repeat apply add_mem
      · rw [← lie_skew, neg_mem_iff]
        exact LieSubmodule.mem_sup_right <| b.borelUpper.lie_mem (x := ⟨yc, hyc⟩) hu
      · exact hu' hyl
      · rw [← lie_skew, neg_mem_iff]
        exact LieSubmodule.mem_sup_right <| LieSubalgebra.lie_mem _ hyu hu

Goal state after: