mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.ZPow

Goal state before:
pp: n' : Type u_1
inst✝² : DecidableEq n'
inst✝¹ : Fintype n'
R : Type u_2
inst✝ : CommRing R
u : Mˣ
k : ℕ
⊢ ↑(u ^ (k + 1))⁻¹ = (↑u ^ (k + 1))⁻¹

Tactic:
← inv_pow,

Goal state after:
n' : Type u_1
inst✝² : DecidableEq n'
inst✝¹ : Fintype n'
R : Type u_2
inst✝ : CommRing R
u : Mˣ
k : ℕ
⊢ ↑(u⁻¹ ^ (k + 1)) = (↑u ^ (k + 1))⁻¹
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.PosDef

Goal state before:
pp: m : Type u_1
R : Type u_3
inst✝³ : Ring R
inst✝² : PartialOrder R
inst✝¹ : StarRing R
ι : Type u_5
inst✝ : AddLeftMono R
A : ι → Matrix m m R
s : Finset ι
hs : s.Nonempty
hA : ∀ i ∈ s, (A i).PosDef
⊢ (∑ i ∈ s, A i).PosDef

Tactic:
induction s using Finset.induction_on with

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

Goal state before:
pp: n : Type u_2
R' : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing R'
inst✝⁴ : PartialOrder R'
inst✝³ : StarRing R'
inst✝² : Fintype n
inst✝¹ : StarOrderedRing R'
inst✝ : DecidableEq n
M : Matrix n n R'
hM : M.PosSemidef
z : ℤ
⊢ (M ^ z).PosSemidef

Tactic:
obtain ⟨n, rfl | rfl⟩ := z.eq_nat_or_neg

Goal state after:
case inl
n✝ : Type u_2
R' : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing R'
inst✝⁴ : PartialOrder R'
inst✝³ : StarRing R'
inst✝² : Fintype n✝
inst✝¹ : StarOrderedRing R'
inst✝ : DecidableEq n✝
M : Matrix n✝ n✝ R'
hM : M.PosSemidef
n : ℕ
⊢ (M ^ ↑n).PosSemidef

case inr
n✝ : Type u_2
R' : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing R'
inst✝⁴ : PartialOrder R'
inst✝³ : StarRing R'
inst✝² : Fintype n✝
inst✝¹ : StarOrderedRing R'
inst✝ : DecidableEq n✝
M : Matrix n✝ n✝ R'
hM : M.PosSemidef
n : ℕ
⊢ (M ^ (-↑n)).PosSemidef
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.ZMatrix

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
inst✝⁶ : Fintype ι
inst✝⁵ : DecidableEq ι
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : LinearOrder R
inst✝² : IsStrictOrderedRing R
inst✝¹ : StarRing R
inst✝ : TrivialStar R
A : Matrix ι ι R
d : ι → R
hA : (diagonal d * A).PosDef
hD : ∀ (i : ι), 0 < d i
μ ρ : R
hμ : ∀ (i j : ι), A i j ≤ if i = j then μ else 0
hρ : HasEigenvalue (toLin' A) ρ
contra : 2 * μ ≤ ρ
N : Matrix ι ι R := μ • 1 - A
N_def : N = μ • 1 - A
hN : ∀ (i j : ι), 0 ≤ N i j
v : ι → R
hv : N *ᵥ v = (μ - ρ) • v
hv₀ : v ≠ 0
q : R := |v| ⬝ᵥ (diagonal d * N) *ᵥ |v|
q_def : q = |v| ⬝ᵥ (diagonal d * N) *ᵥ |v|
Q : R := μ * ∑ i, d i * |v i| ^ 2
Q_def : Q = μ * ∑ i, d i * |v i| ^ 2
hq₀ : q < Q
i : ι
x✝ : i ∈ Finset.univ
h₀ : 0 ≤ ρ - μ
h₁ : μ ≤ ρ - μ
h₂ : 0 ≤ d i
⊢ (ρ - μ) * |v i| = |μ - ρ| * |v i|

Tactic:
← abs_eq_self.mpr h₀,

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
inst✝⁶ : Fintype ι
inst✝⁵ : DecidableEq ι
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : LinearOrder R
inst✝² : IsStrictOrderedRing R
inst✝¹ : StarRing R
inst✝ : TrivialStar R
A : Matrix ι ι R
d : ι → R
hA : (diagonal d * A).PosDef
hD : ∀ (i : ι), 0 < d i
μ ρ : R
hμ : ∀ (i j : ι), A i j ≤ if i = j then μ else 0
hρ : HasEigenvalue (toLin' A) ρ
contra : 2 * μ ≤ ρ
N : Matrix ι ι R := μ • 1 - A
N_def : N = μ • 1 - A
hN : ∀ (i j : ι), 0 ≤ N i j
v : ι → R
hv : N *ᵥ v = (μ - ρ) • v
hv₀ : v ≠ 0
q : R := |v| ⬝ᵥ (diagonal d * N) *ᵥ |v|
q_def : q = |v| ⬝ᵥ (diagonal d * N) *ᵥ |v|
Q : R := μ * ∑ i, d i * |v i| ^ 2
Q_def : Q = μ * ∑ i, d i * |v i| ^ 2
hq₀ : q < Q
i : ι
x✝ : i ∈ Finset.univ
h₀ : 0 ≤ ρ - μ
h₁ : μ ≤ ρ - μ
h₂ : 0 ≤ d i
⊢ |ρ - μ| * |v i| = |μ - ρ| * |v i|
Module: Mathlib.Data.Nat.Factorial.BigOperators

Goal state before:
pp: k : ℕ
n : ℤ
⊢ ↑k ! ∣ ∏ i ∈ range k, (n + ↑i)

Tactic:
Int.dvd_iff_emod_eq_zero,

Goal state after:
k : ℕ
n : ℤ
⊢ (∏ i ∈ range k, (n + ↑i)) % ↑k ! = 0
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Lagrange

Goal state before:
pp: F : Type u_1
inst✝¹ : Field F
ι : Type u_2
inst✝ : DecidableEq ι
s✝ t : Finset ι
i j : ι
v✝ r r' : ι → F
s : Finset ι
v : ι → F
c : F
f : ι → F
⊢ ∑ x ∈ s, (c • f) x • Lagrange.basis s v x = ∑ x ∈ s, (RingHom.id F) c • f x • Lagrange.basis s v x

Tactic:
smul_smul,

Goal state after:
F : Type u_1
inst✝¹ : Field F
ι : Type u_2
inst✝ : DecidableEq ι
s✝ t : Finset ι
i j : ι
v✝ r r' : ι → F
s : Finset ι
v : ι → F
c : F
f : ι → F
⊢ ∑ x ∈ s, (c • f) x • Lagrange.basis s v x = ∑ x ∈ s, ((RingHom.id F) c * f x) • Lagrange.basis s v x
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Vandermonde

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝ : CommRing R
n : ℕ
v : Fin n → R
a : R
⊢ (vandermonde fun i ↦ v i + a).det = (vandermonde v).det

Tactic:
simp [Matrix.det_vandermonde]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Vandermonde

Goal state before:
pp: n : ℕ
v : Fin n → ℕ
⊢ (of fun i j ↦ eval (↑(v i)) (descPochhammer ℤ ↑j)).det =
    ↑(∏ i, (↑i).factorial) * (of fun i j ↦ ↑((v i).choose ↑j)).det

Tactic:
by
  convert! det_mul_row (fun (i : Fin n) => ((Nat.factorial (i : ℕ)) : ℤ)) _
  · rw [of_apply, descPochhammer_eval_eq_descFactorial ℤ _ _]
    congr
    exact Nat.descFactorial_eq_factorial_mul_choose _ _
  · rw [Nat.cast_prod]

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

Goal state before:
pp: L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
K : Type u_4
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : CharZero K
inst✝⁴ : IsAlgClosed K
inst✝³ : LieAlgebra K L
inst✝² : Module K M
inst✝¹ : LieModule K L M
inst✝ : FiniteDimensional K M
h : traceForm K L M = 0
φ : L →ₗ⁅K⁆ End K M := toEnd K L M
x : L
hx : x ∈ derivedSeries K L 1
n : End K M
hn_adj : n ∈ K[φ x]
s : End K M
hn_nil : _root_.IsNilpotent n
hs_ss : s.IsSemisimple
hX_ns : φ x = n + s
hns : Commute n s
eigenDecomp : DirectSum.IsInternal s.eigenspace :=
  DirectSum.isInternal_submodule_of_iSupIndep_of_iSup_eq_top (eigenspaces_iSupIndep s)
    (IsSemisimple.iSup_eigenspace_eq_top hs_ss)
I : Type (max u_4 0) := (ν : K) × Fin (finrank K ↥(s.eigenspace ν))
v : Basis I K M := eigenDecomp.collectedBasis fun μ ↦ finBasis K ↥(s.eigenspace μ)
this✝ : Fintype I
μ : I → K := Sigma.fst
hsv : ∀ (i : I), s (v i) = μ i • v i
E : Submodule ℚ K := Submodule.span ℚ (Set.range μ)
hμ : ∀ (i : I), μ i ∈ E
f : Dual ℚ ↥E
fμ : I → K := fun i ↦ ↑(f ⟨μ i, ⋯⟩)
this : ∑ i, fμ i * μ i = 0
⊢ ∑ i, f ⟨μ i, ⋯⟩ • ⟨μ i, ⋯⟩ = 0

Tactic:
simp [Subtype.ext_iff, fμ, ← this, smul_def]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Lagrange

Goal state before:
pp: case inr
R : Type u_1
inst✝¹ : CommRing R
ι : Type u_2
s : Finset ι
v : ι → R
inst✝ : Nontrivial R
h : s.Nonempty
⊢ 0 < (nodal s v).natDegree

Tactic:
simp only [natDegree_nodal, h.card_pos]

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

Goal state before:
pp: L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
K : Type u_4
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : CharZero K
inst✝⁴ : IsAlgClosed K
inst✝³ : LieAlgebra K L
inst✝² : Module K M
inst✝¹ : LieModule K L M
inst✝ : FiniteDimensional K M
h : traceForm K L M = 0
φ : L →ₗ⁅K⁆ End K M := toEnd K L M
x : L
hx : x ∈ derivedSeries K L 1
n : End K M
hn_adj : n ∈ K[φ x]
s : End K M
hn_nil : _root_.IsNilpotent n
hs_ss : s.IsSemisimple
hX_ns : φ x = n + s
hns : Commute n s
eigenDecomp : DirectSum.IsInternal s.eigenspace :=
  DirectSum.isInternal_submodule_of_iSupIndep_of_iSup_eq_top (eigenspaces_iSupIndep s)
    (IsSemisimple.iSup_eigenspace_eq_top hs_ss)
I : Type (max u_4 0) := (ν : K) × Fin (finrank K ↥(s.eigenspace ν))
v : Basis I K M := eigenDecomp.collectedBasis fun μ ↦ finBasis K ↥(s.eigenspace μ)
this : Fintype I
μ : I → K := Sigma.fst
hsv : ∀ (i : I), s (v i) = μ i • v i
E : Submodule ℚ K := Submodule.span ℚ (Set.range μ)
hμ : ∀ (i : I), μ i ∈ E
f : Dual ℚ ↥E
fμ : I → K := fun i ↦ ↑(f ⟨μ i, ⋯⟩)
y : End K M := (Matrix.toLin v v) (Matrix.diagonal fμ)
hyv : ∀ (i : I), y (v i) = fμ i • v i
z : End K M
hz : z ∈ φ.range
h₁ : ∀ (i j : I), ⁅s, v.end (i, j)⁆ = (μ i - μ j) • v.end (i, j)
h₂ : ∀ (i j : I), ⁅y, v.end (i, j)⁆ = (fμ i - fμ j) • v.end (i, j)
r : K[X]
hr : ∀ (i j : I), Polynomial.eval (μ i - μ j) r = (algebraMap ℚ K) (↑f ⟨μ i, ⋯⟩) - (algebraMap ℚ K) (↑f ⟨μ j, ⋯⟩)
⊢ ∃ r, (aeval ((ad K (End K M)) s)) r = (ad K (End K M)) y

Tactic:
refine ⟨r, v.end.ext fun ⟨i, j⟩ ↦ ?_⟩

Goal state after:
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
K : Type u_4
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : CharZero K
inst✝⁴ : IsAlgClosed K
inst✝³ : LieAlgebra K L
inst✝² : Module K M
inst✝¹ : LieModule K L M
inst✝ : FiniteDimensional K M
h : traceForm K L M = 0
φ : L →ₗ⁅K⁆ End K M := toEnd K L M
x : L
hx : x ∈ derivedSeries K L 1
n : End K M
hn_adj : n ∈ K[φ x]
s : End K M
hn_nil : _root_.IsNilpotent n
hs_ss : s.IsSemisimple
hX_ns : φ x = n + s
hns : Commute n s
eigenDecomp : DirectSum.IsInternal s.eigenspace :=
  DirectSum.isInternal_submodule_of_iSupIndep_of_iSup_eq_top (eigenspaces_iSupIndep s)
    (IsSemisimple.iSup_eigenspace_eq_top hs_ss)
I : Type (max u_4 0) := (ν : K) × Fin (finrank K ↥(s.eigenspace ν))
v : Basis I K M := eigenDecomp.collectedBasis fun μ ↦ finBasis K ↥(s.eigenspace μ)
this : Fintype I
μ : I → K := Sigma.fst
hsv : ∀ (i : I), s (v i) = μ i • v i
E : Submodule ℚ K := Submodule.span ℚ (Set.range μ)
hμ : ∀ (i : I), μ i ∈ E
f : Dual ℚ ↥E
fμ : I → K := fun i ↦ ↑(f ⟨μ i, ⋯⟩)
y : End K M := (Matrix.toLin v v) (Matrix.diagonal fμ)
hyv : ∀ (i : I), y (v i) = fμ i • v i
z : End K M
hz : z ∈ φ.range
h₁ : ∀ (i j : I), ⁅s, v.end (i, j)⁆ = (μ i - μ j) • v.end (i, j)
h₂ : ∀ (i j : I), ⁅y, v.end (i, j)⁆ = (fμ i - fμ j) • v.end (i, j)
r : K[X]
hr : ∀ (i j : I), Polynomial.eval (μ i - μ j) r = (algebraMap ℚ K) (↑f ⟨μ i, ⋯⟩) - (algebraMap ℚ K) (↑f ⟨μ j, ⋯⟩)
x✝ : I × I
i j : I
⊢ ((aeval ((ad K (End K M)) s)) r) (v.end (i, j)) = ((ad K (End K M)) y) (v.end (i, j))
Module: Mathlib.Algebra.Lie.CartanCriterion

Goal state before:
pp: L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
K : Type u_4
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : CharZero K
inst✝⁴ : IsAlgClosed K
inst✝³ : LieAlgebra K L
inst✝² : Module K M
inst✝¹ : LieModule K L M
inst✝ : FiniteDimensional K M
h : traceForm K L M = 0
φ : L →ₗ⁅K⁆ End K M := toEnd K L M
x : L
hx : x ∈ derivedSeries K L 1
n : End K M
hn_adj : n ∈ K[φ x]
s : End K M
hn_nil : _root_.IsNilpotent n
hs_ss : s.IsSemisimple
hX_ns : φ x = n + s
hns : Commute n s
eigenDecomp : DirectSum.IsInternal s.eigenspace :=
  DirectSum.isInternal_submodule_of_iSupIndep_of_iSup_eq_top (eigenspaces_iSupIndep s)
    (IsSemisimple.iSup_eigenspace_eq_top hs_ss)
I : Type (max u_4 0) := (ν : K) × Fin (finrank K ↥(s.eigenspace ν))
v : Basis I K M := eigenDecomp.collectedBasis fun μ ↦ finBasis K ↥(s.eigenspace μ)
this : Fintype I
μ : I → K := Sigma.fst
hsv : ∀ (i : I), s (v i) = μ i • v i
E : Submodule ℚ K := Submodule.span ℚ (Set.range μ)
hμ : ∀ (i : I), μ i ∈ E
f : Dual ℚ ↥E
fμ : I → K := fun i ↦ ↑(f ⟨μ i, ⋯⟩)
y : End K M := (Matrix.toLin v v) (Matrix.diagonal fμ)
hyv : ∀ (i : I), y (v i) = fμ i • v i
hy_range : ∀ z ∈ φ.range, ⁅y, z⁆ ∈ φ.range
q : K[X]
hq : ∀ (i : I), Polynomial.eval (μ i) q = fμ i
i : I
⊢ fμ i • v i = y (v i)

Tactic:
hyv

Goal state after:
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
K : Type u_4
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : CharZero K
inst✝⁴ : IsAlgClosed K
inst✝³ : LieAlgebra K L
inst✝² : Module K M
inst✝¹ : LieModule K L M
inst✝ : FiniteDimensional K M
h : traceForm K L M = 0
φ : L →ₗ⁅K⁆ End K M := toEnd K L M
x : L
hx : x ∈ derivedSeries K L 1
n : End K M
hn_adj : n ∈ K[φ x]
s : End K M
hn_nil : _root_.IsNilpotent n
hs_ss : s.IsSemisimple
hX_ns : φ x = n + s
hns : Commute n s
eigenDecomp : DirectSum.IsInternal s.eigenspace :=
  DirectSum.isInternal_submodule_of_iSupIndep_of_iSup_eq_top (eigenspaces_iSupIndep s)
    (IsSemisimple.iSup_eigenspace_eq_top hs_ss)
I : Type (max u_4 0) := (ν : K) × Fin (finrank K ↥(s.eigenspace ν))
v : Basis I K M := eigenDecomp.collectedBasis fun μ ↦ finBasis K ↥(s.eigenspace μ)
this : Fintype I
μ : I → K := Sigma.fst
hsv : ∀ (i : I), s (v i) = μ i • v i
E : Submodule ℚ K := Submodule.span ℚ (Set.range μ)
hμ : ∀ (i : I), μ i ∈ E
f : Dual ℚ ↥E
fμ : I → K := fun i ↦ ↑(f ⟨μ i, ⋯⟩)
y : End K M := (Matrix.toLin v v) (Matrix.diagonal fμ)
hyv : ∀ (i : I), y (v i) = fμ i • v i
hy_range : ∀ z ∈ φ.range, ⁅y, z⁆ ∈ φ.range
q : K[X]
hq : ∀ (i : I), Polynomial.eval (μ i) q = fμ i
i : I
⊢ fμ i • v i = fμ i • v i
Module: Mathlib.RingTheory.MvPolynomial.Homogeneous

Goal state before:
pp: R : Type u_3
inst✝ : CommSemiring R
σ : Type u_5
τ : Type u_6
e : σ → τ
w : τ → ℕ
P : MvPolynomial σ R
he : Function.Injective e
⊢ weightedTotalDegree w ((rename e) P) = weightedTotalDegree (w ∘ e) P

Tactic:
by
  classical
  unfold weightedTotalDegree
  rw [support_rename_of_injective he, Finset.sup_image]
  congr; ext; unfold weight; simp

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

Goal state before:
pp: case h
K : Type u_2
M : Type u_3
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module K M
inst✝ : Module.Finite K M
φ : End K M
V : Submodule K M := φ.maxGenEigenspace 0
hV : V = ⨆ n, ker (φ ^ n)
W : Submodule K M := ⨅ n, range (φ ^ n)
hVW : IsCompl V W
x : M
n : ℕ
hx : (φ ^ n) x = 0
⊢ (φ ^ n * φ) x = 0

Tactic:
← pow_succ,

Goal state after:
case h
K : Type u_2
M : Type u_3
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module K M
inst✝ : Module.Finite K M
φ : End K M
V : Submodule K M := φ.maxGenEigenspace 0
hV : V = ⨆ n, ker (φ ^ n)
W : Submodule K M := ⨅ n, range (φ ^ n)
hVW : IsCompl V W
x : M
n : ℕ
hx : (φ ^ n) x = 0
⊢ (φ ^ (n + 1)) x = 0
Module: Mathlib.Algebra.Module.LinearMap.Polynomial

Goal state before:
pp: case e_f.hX
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
ι : Type u_5
ιM : Type u_7
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : AddCommGroup L
inst✝⁸ : Module R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁵ : Fintype ι
inst✝⁴ : Fintype ιM
inst✝³ : DecidableEq ι
inst✝² : DecidableEq ιM
b : Basis ι R L
bₘ : Basis ιM R M
A : Type u_8
inst✝¹ : CommRing A
inst✝ : Algebra R A
ij kl : ιM × ιM
⊢ ((basis A bₘ).end.repr (1 • baseChange A (bₘ.end kl))) ij = if kl = ij then 1 else 0

Tactic:
one_smul,

Goal state after:
case e_f.hX
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
ι : Type u_5
ιM : Type u_7
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : AddCommGroup L
inst✝⁸ : Module R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
φ : L →ₗ[R] End R M
inst✝⁵ : Fintype ι
inst✝⁴ : Fintype ιM
inst✝³ : DecidableEq ι
inst✝² : DecidableEq ιM
b : Basis ι R L
bₘ : Basis ιM R M
A : Type u_8
inst✝¹ : CommRing A
inst✝ : Algebra R A
ij kl : ιM × ιM
⊢ ((basis A bₘ).end.repr (baseChange A (bₘ.end kl))) ij = if kl = ij then 1 else 0
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Eigenspace.Zero

Goal state before:
pp: case h
K : Type u_2
M : Type u_3
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module K M
inst✝ : Module.Finite K M
φ : End K M
V : Submodule K M := φ.maxGenEigenspace 0
hV : V = ⨆ n, ker (φ ^ n)
W : Submodule K M := ⨅ n, range (φ ^ n)
hVW : IsCompl V W
hφV : ∀ x ∈ V, φ x ∈ V
n : ℕ
y : M
H : ∀ (i : ℕ), ∃ y_1, (φ ^ i) y_1 = (φ ^ n) y
⊢ (φ ^ n * φ) y = φ ((φ ^ n) y)

Tactic:
← pow_succ,

Goal state after:
case h
K : Type u_2
M : Type u_3
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module K M
inst✝ : Module.Finite K M
φ : End K M
V : Submodule K M := φ.maxGenEigenspace 0
hV : V = ⨆ n, ker (φ ^ n)
W : Submodule K M := ⨅ n, range (φ ^ n)
hVW : IsCompl V W
hφV : ∀ x ∈ V, φ x ∈ V
n : ℕ
y : M
H : ∀ (i : ℕ), ∃ y_1, (φ ^ i) y_1 = (φ ^ n) y
⊢ (φ ^ (n + 1)) y = φ ((φ ^ n) y)
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Rank

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_3
M : Type u_4
ι : Type u_5
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : LieRing L
inst✝¹¹ : LieAlgebra R L
inst✝¹⁰ : Module.Finite R L
inst✝⁹ : Free R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
inst✝⁴ : Module.Finite R M
inst✝³ : Free R M
inst✝² : Fintype ι
b : Basis ι R L
inst✝¹ : Nontrivial R
inst✝ : DecidableEq ι
⊢ rank R L M = ((↑(toEnd R L M)).polyCharpoly b).natTrailingDegree

Tactic:
apply nilRank_eq_polyCharpoly_natTrailingDegree

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_3
ι : Type u_5
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
inst✝⁴ : Module.Finite R L
inst✝³ : Free R L
inst✝² : Fintype ι
b : Basis ι R L
inst✝¹ : Nontrivial R
inst✝ : DecidableEq ι
⊢ rank R L = ((↑(ad R L)).polyCharpoly b).natTrailingDegree

Tactic:
apply nilRank_eq_polyCharpoly_natTrailingDegree

Goal state after:
Module: Mathlib.RingTheory.MvPolynomial.Homogeneous

Goal state before:
pp: case succ
R : Type u_5
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : IsDomain R
N : ℕ
IH : ∀ {F : MvPolynomial (Fin N) R} {n : ℕ}, F.IsHomogeneous n → F ≠ 0 → ↑n ≤ #R → ∃ r, (eval r) F ≠ 0
F : MvPolynomial (Fin (N + 1)) R
n : ℕ
hF : F.IsHomogeneous n
hF₀ : F ≠ 0
hnR : ↑n ≤ #R
⊢ ∃ r, (eval r) F ≠ 0

Tactic:
| succ N IH =>

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Dimension.LinearMap

Goal state before:
pp: K : Type u
V : Type v
V' : Type v'
inst✝⁴ : DivisionRing K
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module K V
inst✝¹ : AddCommGroup V'
inst✝ : Module K V'
c : Cardinal.{v'}
f : V →ₗ[K] V'
g : ↥f.range →ₗ[K] V
hg : f.rangeRestrict ∘ₗ g = id
fg : LeftInverse ⇑f.rangeRestrict ⇑g
s : Set V
hsc : lift.{v', v} #↑s = lift.{v, v'} c
si : LinearIndepOn K (⇑f) s
this : LinearIndepOn K (⇑f.rangeRestrict) s
⊢ c = #↑(⇑f.rangeRestrict '' s)

Tactic:
rw [← Cardinal.lift_inj, ← hsc, Cardinal.mk_image_eq_of_injOn_lift]

Goal state after:
case h
K : Type u
V : Type v
V' : Type v'
inst✝⁴ : DivisionRing K
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module K V
inst✝¹ : AddCommGroup V'
inst✝ : Module K V'
c : Cardinal.{v'}
f : V →ₗ[K] V'
g : ↥f.range →ₗ[K] V
hg : f.rangeRestrict ∘ₗ g = id
fg : LeftInverse ⇑f.rangeRestrict ⇑g
s : Set V
hsc : lift.{v', v} #↑s = lift.{v, v'} c
si : LinearIndepOn K (⇑f) s
this : LinearIndepOn K (⇑f.rangeRestrict) s
⊢ InjOn (⇑f.rangeRestrict) s
Module: Mathlib.Algebra.Lie.CartanExists

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
hLK : ↑(finrank K L) ≤ #K
U : LieSubalgebra K L
x : L
hxU : x ∈ U
y : L
hyU : y ∈ U
Ex : ↑{x | ∃ x_1 ∈ U, engel K x_1 = x} := ⟨engel K x, ⋯⟩
Ey : ↑{x | ∃ y ∈ U, engel K y = x} := ⟨engel K y, ⋯⟩
hUle : U ≤ ↑Ex
hmin : ∀ E ≤ Ex, Ex ≤ E
E : LieSubmodule K (↥U) L :=
  let __src := engel K x;
  { toSubmodule := __src.toSubmodule, lie_mem := ⋯ }
hx₀ : x ≠ 0
Q : Type u_2 := L ⧸ E
r : ℕ := finrank K ↥E
hr : r < finrank K L
x' : ↥U := ⟨x, hxU⟩
y' : ↥U := ⟨y, hyU⟩
u : ↥U := y' - x'
χ : K[X][X] := lieCharpoly K (↥E) x' u
ψ : K[X][X] := lieCharpoly K Q x' u
this : LinearMap.charpoly ((toEnd K ↥U ↥E) (1 • u + x')) = X ^ r
⊢ Ex ≤ Ey

Tactic:
one_smul,

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
hLK : ↑(finrank K L) ≤ #K
U : LieSubalgebra K L
x : L
hxU : x ∈ U
y : L
hyU : y ∈ U
Ex : ↑{x | ∃ x_1 ∈ U, engel K x_1 = x} := ⟨engel K x, ⋯⟩
Ey : ↑{x | ∃ y ∈ U, engel K y = x} := ⟨engel K y, ⋯⟩
hUle : U ≤ ↑Ex
hmin : ∀ E ≤ Ex, Ex ≤ E
E : LieSubmodule K (↥U) L :=
  let __src := engel K x;
  { toSubmodule := __src.toSubmodule, lie_mem := ⋯ }
hx₀ : x ≠ 0
Q : Type u_2 := L ⧸ E
r : ℕ := finrank K ↥E
hr : r < finrank K L
x' : ↥U := ⟨x, hxU⟩
y' : ↥U := ⟨y, hyU⟩
u : ↥U := y' - x'
χ : K[X][X] := lieCharpoly K (↥E) x' u
ψ : K[X][X] := lieCharpoly K Q x' u
this : LinearMap.charpoly ((toEnd K ↥U ↥E) (u + x')) = X ^ r
⊢ Ex ≤ Ey
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Matrix.Rank

Goal state before:
pp: m : Type um
n : Type un
R : Type uR
inst✝¹ : Semiring R
inst✝ : StrongRankCondition R
A : Matrix m n R
⊢ A.eRank ≤ ENat.card n

Tactic:
by
  wlog hfin : Finite n
  · simp [ENat.card_eq_top.2 (by simpa using hfin)]
  have _ := Fintype.ofFinite n
  rw [ENat.card_eq_coe_fintype_card, eRank, toENat_le_natCast]
  exact A.cRank_le_card_width

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

Goal state before:
pp: case inl.refine_2
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
hLK : ↑(finrank K L) ≤ #K
U : LieSubalgebra K L
x : L
hxU : x ∈ U
y : L
hyU : y ∈ U
Ex : ↑{x | ∃ x_1 ∈ U, engel K x_1 = x} := ⟨engel K x, ⋯⟩
Ey : ↑{x | ∃ y ∈ U, engel K y = x} := ⟨engel K y, ⋯⟩
hUle : U ≤ ↑Ex
hmin : ∀ E ≤ Ex, Ex ≤ E
E : LieSubmodule K (↥U) L :=
  let __src := engel K x;
  { toSubmodule := __src.toSubmodule, lie_mem := ⋯ }
hx₀ : x ≠ 0
Q : Type u_2 := L ⧸ E
r : ℕ := finrank K ↥E
hr : r < finrank K L
x' : ↥U := ⟨x, hxU⟩
y' : ↥U := ⟨y, hyU⟩
u : ↥U := y' - x'
χ : K[X][X] := lieCharpoly K (↥E) x' u
ψ : K[X][X] := lieCharpoly K Q x' u
hi : 0 < r
α : K
z : ↥U := α • u + x'
hz₀ : z = 0
⊢ ((toEnd K ↥U ↥E) (α • u + x')) ⟨x, ⋯⟩ = 0

Tactic:
· dsimp only [z] at hz₀
        simp only [hz₀, map_zero, LinearMap.zero_apply]

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

Goal state before:
pp: m : Type um
n : Type un
R : Type uR
inst✝⁴ : Fintype n
inst✝³ : Fintype m
inst✝² : Field R
inst✝¹ : LinearOrder R
inst✝ : IsStrictOrderedRing R
A : Matrix m n R
⊢ (Aᵀ * A).mulVecLin.ker = A.mulVecLin.ker

Tactic:
by
  ext x
  simp only [LinearMap.mem_ker, mulVecLin_apply, ← mulVec_mulVec]
  constructor
  · intro h
    replace h := congr_arg (dotProduct x) h
    rwa [dotProduct_mulVec, dotProduct_zero, vecMul_transpose, dotProduct_self_eq_zero] at h
  · intro h
    rw [h, mulVec_zero]

Goal state after:
Module: Mathlib.RingTheory.Derivation.Lie

Goal state before:
pp: case mp
R : Type u_1
inst✝⁶ : CommRing R
A : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : Algebra R A
A' : Type u_3
inst✝³ : CommRing A'
inst✝² : Algebra R A'
inst✝¹ : Algebra A A'
inst✝ : IsScalarTower R A A'
x : Derivation R A' A' × Derivation R A A
hx : x ∈ couple R A A'
a : A
⊢ (⇑x.1 ∘ ⇑(Algebra.ofId A A')) a = (⇑(Algebra.ofId A A') ∘ ⇑x.2) a

Tactic:
exact congrArg (· a) hx

Goal state after:
Module: Mathlib.RingTheory.Derivation.Lie

Goal state before:
pp: case mpr
R : Type u_1
inst✝⁶ : CommRing R
A : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : Algebra R A
A' : Type u_3
inst✝³ : CommRing A'
inst✝² : Algebra R A'
inst✝¹ : Algebra A A'
inst✝ : IsScalarTower R A A'
x : Derivation R A' A' × Derivation R A A
hx : ⇑x.1 ∘ ⇑(Algebra.ofId A A') = ⇑(Algebra.ofId A A') ∘ ⇑x.2
a : A
⊢ ((compAlgebraMapL R A A' A') x.1) a = ((Algebra.ofId A A').toLinearMap.compDer x.2) a

Tactic:
exact congrArg (· a) hx

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.MonoidAlgebra.Grading

Goal state before:
pp: M : Type u_1
ι : Type u_2
R : Type u_3
inst✝² : AddMonoid M
inst✝¹ : AddMonoid ι
inst✝ : CommSemiring R
f : M →+ ι
i j : ι
a b : R[M]
ha : a ∈ gradeBy R (⇑f) i
hb : b ∈ gradeBy R (⇑f) j
c : M
hc : c ∈ (a * b).coeff.support
⊢ f c = i + j

Tactic:
classical
    obtain ⟨ma, hma, mb, hmb, rfl⟩ : ∃ y ∈ a.coeff.support, ∃ z ∈ b.coeff.support, y + z = c :=
      Finset.mem_add.1 <| support_coeff_mul_subset a b hc
    rw [map_add, ha ma hma, hb mb hmb]

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

Goal state before:
pp: case inr
R : Type u_1
L : Type u_2
A : Type u_3
V : Type u_4
inst✝¹⁹ : CommRing R
inst✝¹⁸ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝¹⁷ : IsDomain R
inst✝¹⁶ : CharZero R
inst✝¹⁵ : LieRing L
inst✝¹⁴ : LieAlgebra R L
inst✝¹³ : LieRing A
inst✝¹² : LieAlgebra R A
inst✝¹¹ : Bracket L A
inst✝¹⁰ : Bracket A L
inst✝⁹ : AddCommGroup V
inst✝⁸ : Module R V
inst✝⁷ : Module.Free R V
inst✝⁶ : Module.Finite R V
inst✝⁵ : LieRingModule L V
inst✝⁴ : LieModule R L V
inst✝³ : LieRingModule A V
inst✝² : LieModule R A V
inst✝¹ : IsLieTower L A V
inst✝ : IsLieTower A L V
χ : A → R
z : L
v : V
hv : ∀ (x : A), ⁅x, v⁆ = χ x • v
a : A
hv' : v ≠ 0
⊢ ⁅a, ⁅z, v⁆⁆ = χ a • ⁅z, v⁆

Tactic:
suffices χ ⁅z, a⁆ = 0 by
    rw [leibniz_lie, hv a, lie_smul, lie_swap_lie, hv, this, zero_smul, neg_zero, zero_add]

Goal state after:
case inr
R : Type u_1
L : Type u_2
A : Type u_3
V : Type u_4
inst✝¹⁹ : CommRing R
inst✝¹⁸ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝¹⁷ : IsDomain R
inst✝¹⁶ : CharZero R
inst✝¹⁵ : LieRing L
inst✝¹⁴ : LieAlgebra R L
inst✝¹³ : LieRing A
inst✝¹² : LieAlgebra R A
inst✝¹¹ : Bracket L A
inst✝¹⁰ : Bracket A L
inst✝⁹ : AddCommGroup V
inst✝⁸ : Module R V
inst✝⁷ : Module.Free R V
inst✝⁶ : Module.Finite R V
inst✝⁵ : LieRingModule L V
inst✝⁴ : LieModule R L V
inst✝³ : LieRingModule A V
inst✝² : LieModule R A V
inst✝¹ : IsLieTower L A V
inst✝ : IsLieTower A L V
χ : A → R
z : L
v : V
hv : ∀ (x : A), ⁅x, v⁆ = χ x • v
a : A
hv' : v ≠ 0
⊢ χ ⁅z, a⁆ = 0