mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: case e'_4.e'_5
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
this : ¬SameRay ℝ (↑q) (-ζ)
⊢ q = ‖q‖

Tactic:
]

Goal state after:
case e'_4.e'_5
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
this : ¬SameRay ℝ (↑q) (-ζ)
⊢ q = ‖q‖
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: n : ℕ
inst✝⁵ : NeZero n
A : Type w
K : Type u
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra K A
inst✝¹ : IsDomain A
ζ : A
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} K A
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
h : Irreducible (cyclotomic n K)
this : NeZero ↑n
⊢ (minpoly K ζ).comp (X - C (-1)) = (minpoly K ζ).comp (X + 1)

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
inst✝⁵ : NeZero n
A : Type w
K : Type u
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra K A
inst✝¹ : IsDomain A
ζ : A
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} K A
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
h : Irreducible (cyclotomic n K)
this : NeZero ↑n
⊢ (minpoly K ζ).comp (X - C (-1)) = (minpoly K ζ).comp (X + 1)
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
⊢ ¬(↑q = 0 ∨ -ζ = 0 ∨ (↑q).arg = (-ζ).arg)

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
⊢ ¬(↑q = 0 ∨ -ζ = 0 ∨ (↑q).arg = (-ζ).arg)
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: S : Set ℕ
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsCyclotomicExtension S A B
⊢ Algebra.IsIntegral A ↥(adjoin A {b | ∃ n ∈ S, n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1})

Tactic:
]

Goal state after:
S : Set ℕ
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsCyclotomicExtension S A B
⊢ Algebra.IsIntegral A ↥(adjoin A {b | ∃ n ∈ S, n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1})
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
⊢ ¬(-ζ).arg = 0

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
⊢ ¬(-ζ).arg = 0
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
⊢ IsPrimitiveRoot (ζ ^ p ^ s) (p ^ (k + 1 - s))

Tactic:
]

Goal state after:
p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
⊢ IsPrimitiveRoot (ζ ^ p ^ s) (p ^ (k + 1 - s))
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
h : ζ.re ≤ 0 ∧ -ζ.im = 0
⊢ False

Tactic:
neg_eq_zero

Goal state after:
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
h : ζ.re ≤ 0 ∧ ζ.im = 0
⊢ False
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
h : ζ.re ≤ 0 ∧ ζ.im = 0
⊢ False

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
h : ζ.re ≤ 0 ∧ ζ.im = 0
⊢ False
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
⊢ p ^ (k + 1) = p ^ k.succ

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.GaloisField

Goal state before:
pp: case succ.refine_1.inl
n : ℕ
h : n ≠ 0
n✝ : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime (n✝ + 1))
this : Fintype (GaloisField (n✝ + 1) n)
g_poly : (ZMod (n✝ + 1))[X] := X ^ (n✝ + 1) ^ n - X
hp : 1 < n✝ + 1
aux : X ^ (n✝ + 1) ^ n - X ≠ 0
key : Fintype.card ↑(g_poly.rootSet (GaloisField (n✝ + 1) n)) = (n✝ + 1) ^ n
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = (n✝ + 1) ^ n
x : GaloisField (n✝ + 1) n
hx :
  x ∈
    Subring.closure
      (Set.range ⇑(algebraMap (ZMod (n✝ + 1)) (GaloisField (n✝ + 1) n)) ∪
        (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X).rootSet (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X).SplittingField)
r : ZMod (n✝ + 1)
⊢ 0 = 0

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: case refine_2
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
h : ζ.re ≤ 0 ∧ ζ.im = 0
hζ₀ : ζ ≠ 0
this : ζ = -1
⊢ False

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_2
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
h : ζ.re ≤ 0 ∧ ζ.im = 0
hζ₀ : ζ ≠ 0
this : ζ = -1
⊢ False
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: case refine_2
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot (-1) n
h : ζ.re ≤ 0 ∧ ζ.im = 0
hζ₀ : ζ ≠ 0
this : ζ = -1
⊢ False

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_2
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot (-1) n
h : ζ.re ≤ 0 ∧ ζ.im = 0
hζ₀ : ζ ≠ 0
this : ζ = -1
⊢ False
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: case refine_1
p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
⊢ η ∈ K⟮η + 1⟯

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_1
p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
⊢ η ∈ K⟮η + 1⟯
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: case mem
S : Set ℕ
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension S A B
inst✝ : IsDomain B
f g : B ≃ₐ[A] B
H : ∀ n ∈ S, n ≠ 0 → ∃ r, IsPrimitiveRoot r n ∧ f r = g r
x y : B
hy : y ∈ {b | ∃ n ∈ S, n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1}
⊢ f y = g y

Tactic:
obtain ⟨n, hn, h1, h2⟩ := hy
    obtain ⟨r, hr1, hr2⟩ := H n hn h1
    have := NeZero.mk h1
    obtain ⟨m, -, rfl⟩ := hr1.eq_pow_of_pow_eq_one h2
    simp [hr2]

Goal state after:
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: case refine_2
p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
⊢ η + 1 ∈ K⟮η⟯

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_2
p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
⊢ η + 1 ∈ K⟮η⟯
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: S : Set ℕ
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension S A B
inst✝ : IsDomain B
f g : B ≃ₐ[A] B
n : ℕ
hn : n ∈ S
h1 : n ≠ 0
r : B
hr : IsPrimitiveRoot r n
this : NeZero n
⊢ 1 = 1

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: S : Set ℕ
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
inst✝¹ : IsCyclotomicExtension S A B
inst✝ : IsDomain B
f g : B ≃ₐ[A] B
n : ℕ
hn : n ∈ S
h1 : n ≠ 0
r : B
hr : IsPrimitiveRoot r n
this : NeZero n
mf : ℕ
hf : r ^ mf = f r
⊢ 1 = 1

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: case refine_1
p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
⊢ η + 1 - 1 ∈ K⟮η + 1⟯

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_1
p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
⊢ η + 1 - 1 ∈ K⟮η + 1⟯
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: n : ℕ
inst✝⁴ : NeZero n
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsDomain B
h : IsCyclotomicExtension {n} A B
⊢ (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {b | ∃ n_1 ∈ {n}, n_1 ≠ 0 ∧ b ^ n_1 = 1})).FG

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
inst✝⁴ : NeZero n
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsDomain B
h : IsCyclotomicExtension {n} A B
⊢ (Subalgebra.toSubmodule (adjoin A {b | ∃ n_1 ∈ {n}, n_1 ≠ 0 ∧ b ^ n_1 = 1})).FG
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.GaloisField

Goal state before:
pp: case succ.refine_1.inr
n : ℕ
h : n ≠ 0
n✝ : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime (n✝ + 1))
this : Fintype (GaloisField (n✝ + 1) n)
g_poly : (ZMod (n✝ + 1))[X] := X ^ (n✝ + 1) ^ n - X
hp : 1 < n✝ + 1
aux : X ^ (n✝ + 1) ^ n - X ≠ 0
key : Fintype.card ↑(g_poly.rootSet (GaloisField (n✝ + 1) n)) = (n✝ + 1) ^ n
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = (n✝ + 1) ^ n
x✝ : GaloisField (n✝ + 1) n
hx✝ :
  x✝ ∈
    Subring.closure
      (Set.range ⇑(algebraMap (ZMod (n✝ + 1)) (GaloisField (n✝ + 1) n)) ∪
        (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X).rootSet (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X).SplittingField)
x : GaloisField (n✝ + 1) n
hx : (aeval x) (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X) = 0
⊢ (aeval x) (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X) = 0

Tactic:
]

Goal state after:
case succ.refine_1.inr
n : ℕ
h : n ≠ 0
n✝ : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime (n✝ + 1))
this : Fintype (GaloisField (n✝ + 1) n)
g_poly : (ZMod (n✝ + 1))[X] := X ^ (n✝ + 1) ^ n - X
hp : 1 < n✝ + 1
aux : X ^ (n✝ + 1) ^ n - X ≠ 0
key : Fintype.card ↑(g_poly.rootSet (GaloisField (n✝ + 1) n)) = (n✝ + 1) ^ n
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = (n✝ + 1) ^ n
x✝ : GaloisField (n✝ + 1) n
hx✝ :
  x✝ ∈
    Subring.closure
      (Set.range ⇑(algebraMap (ZMod (n✝ + 1)) (GaloisField (n✝ + 1) n)) ∪
        (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X).rootSet (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X).SplittingField)
x : GaloisField (n✝ + 1) n
hx : (aeval x) (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X) = 0
⊢ (aeval x) (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X) = 0
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: case e'_3
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
hex : ∃ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ < q + 1
this✝ : ¬eval (↑q) (cyclotomic n ℂ) = 0
this : ‖eval (↑q) (cyclotomic n ℂ)‖ < max (q + 1) 0 ^ φ n
⊢ ‖eval (↑q) (cyclotomic n ℂ)‖ = eval q (cyclotomic n ℝ)

Tactic:
]

Goal state after:
case e'_3
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
hex : ∃ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ < q + 1
this✝ : ¬eval (↑q) (cyclotomic n ℂ) = 0
this : ‖eval (↑q) (cyclotomic n ℂ)‖ < max (q + 1) 0 ^ φ n
⊢ ‖eval (↑q) (cyclotomic n ℂ)‖ = eval q (cyclotomic n ℝ)
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: case refine_1
n : ℕ
inst✝⁴ : NeZero n
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsDomain B
h : IsCyclotomicExtension {n} A B
this : {b | n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1} = ↑(nthRoots n 1).toFinset
⊢ (↑(nthRoots n 1).toFinset).Finite

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_1
n : ℕ
inst✝⁴ : NeZero n
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsDomain B
h : IsCyclotomicExtension {n} A B
this : {b | n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1} = ↑(nthRoots n 1).toFinset
⊢ (↑(nthRoots n 1).toFinset).Finite
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
HKη : K⟮η⟯ = K⟮η + 1⟯
⊢ IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η + 1⟯

Tactic:
]

Goal state after:
p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
HKη : K⟮η⟯ = K⟮η + 1⟯
⊢ IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η + 1⟯
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: case e'_4
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
hex : ∃ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ < q + 1
this✝ : ¬eval (↑q) (cyclotomic n ℂ) = 0
this : ‖eval (↑q) (cyclotomic n ℂ)‖ < max (q + 1) 0 ^ φ n
⊢ 0 ≤ q + 1

Tactic:
]

Goal state after:
case e'_4
n : ℕ
q : ℝ
hn' : 3 ≤ n
hq' : 1 < q
hn : 0 < n
hq : 0 < q
hfor : ∀ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ ≤ q + 1
ζ : ℂ := Complex.exp (2 * ↑Real.pi * Complex.I / ↑n)
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
hex : ∃ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ < q + 1
this✝ : ¬eval (↑q) (cyclotomic n ℂ) = 0
this : ‖eval (↑q) (cyclotomic n ℂ)‖ < max (q + 1) 0 ^ φ n
⊢ 0 ≤ q + 1
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: S : Set ℕ
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsDomain B
h₁ : S.Finite
h₂ : IsCyclotomicExtension S A B
⊢ Module.Finite A B

Tactic:
]

Goal state after:
S : Set ℕ
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsDomain B
h₁ : S.Finite
h₂ : IsCyclotomicExtension S A B
⊢ Module.Finite A B
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
HKη : K⟮η⟯ = K⟮η + 1⟯
H : K⟮η + 1⟯.toSubalgebra = K[η + 1]
⊢ IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K[η + 1]

Tactic:
]

Goal state after:
p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
HKη : K⟮η⟯ = K⟮η + 1⟯
H : K⟮η + 1⟯.toSubalgebra = K[η + 1]
⊢ IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K[η + 1]
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: case pos
S✝ : Set ℕ
n : ℕ
S : Set ℕ
a✝ : n ∉ S
hs✝ : S.Finite
H :
  ∀ (A : Type u) (B : Type v) [inst : CommRing A] [inst_1 : CommRing B] [inst_2 : Algebra A B] [IsDomain B]
    [h₂ : IsCyclotomicExtension S A B], Module.Finite A B
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsDomain B
h₂ : IsCyclotomicExtension S A B
hn : n = 0
this : insert n S \ {0} = S \ {0}
⊢ Module.Finite A B

Tactic:
]

Goal state after:
case pos
S✝ : Set ℕ
n : ℕ
S : Set ℕ
a✝ : n ∉ S
hs✝ : S.Finite
H :
  ∀ (A : Type u) (B : Type v) [inst : CommRing A] [inst_1 : CommRing B] [inst_2 : Algebra A B] [IsDomain B]
    [h₂ : IsCyclotomicExtension S A B], Module.Finite A B
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsDomain B
h₂ : IsCyclotomicExtension S A B
hn : n = 0
this : insert n S \ {0} = S \ {0}
⊢ Module.Finite A B
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: case e'_1
p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
HKη : K⟮η⟯ = K⟮η + 1⟯
H : K⟮η + 1⟯.toSubalgebra = K[η + 1]
hη' : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
⊢ {p ^ (k - s + 1)} = {p ^ (k - s + 1)}

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: S✝ : Set ℕ
n : ℕ
S : Set ℕ
a✝ : n ∉ S
hs✝ : S.Finite
H :
  ∀ (A : Type u) (B : Type v) [inst : CommRing A] [inst_1 : CommRing B] [inst_2 : Algebra A B] [IsDomain B]
    [h₂ : IsCyclotomicExtension S A B], Module.Finite A B
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsDomain B
h₂ : IsCyclotomicExtension (S ∪ {n}) A B
hn : ¬n = 0
this✝ : IsCyclotomicExtension S A ↥(adjoin A {b | ∃ n ∈ S, n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1})
this : Module.Finite A ↥(adjoin A {b | ∃ n ∈ S, n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1})
⊢ Module.Finite (↥(adjoin A {b | ∃ n ∈ S, n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1})) B

Tactic:
]

Goal state after:
S✝ : Set ℕ
n : ℕ
S : Set ℕ
a✝ : n ∉ S
hs✝ : S.Finite
H :
  ∀ (A : Type u) (B : Type v) [inst : CommRing A] [inst_1 : CommRing B] [inst_2 : Algebra A B] [IsDomain B]
    [h₂ : IsCyclotomicExtension S A B], Module.Finite A B
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
inst✝ : IsDomain B
h₂ : IsCyclotomicExtension (S ∪ {n}) A B
hn : ¬n = 0
this✝ : IsCyclotomicExtension S A ↥(adjoin A {b | ∃ n ∈ S, n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1})
this : Module.Finite A ↥(adjoin A {b | ∃ n ∈ S, n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1})
⊢ Module.Finite (↥(adjoin A {b | ∃ n ∈ S, n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1})) B
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: case e'_4
p : ℕ
K : Type u
L : Type v
inst✝³ : Field L
ζ : L
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra K L
k s : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))
hpri : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k + 1)) K)
hs : s ≤ k
htwo : p ^ (k - s + 1) ≠ 2
hirr₁ : Irreducible (cyclotomic (p ^ (k - s + 1)) K)
η : L := ζ ^ p ^ s - 1
η₁ : ↥K⟮η⟯ := IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η
hη : IsPrimitiveRoot (η + 1) (p ^ (k + 1 - s))
this : IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η⟯
⊢ p ^ (k - s + 1) = p ^ (k - s + 1)

Tactic:
]

Goal state after: