mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.GaloisField

Goal state before:
pp: case succ.refine_2
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)
⊢ (algebraMap (ZMod (n✝ + 1)) (GaloisField (n✝ + 1) n)) ((X ^ (n✝ + 1) ^ n - X).coeff 0) = 0

Tactic:
]

Goal state after:
case succ.refine_2
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)
⊢ (algebraMap (ZMod (n✝ + 1)) (GaloisField (n✝ + 1) n)) ((X ^ (n✝ + 1) ^ n - X).coeff 0) = 0
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: case convert_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 := ⋯
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
hex : ∃ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ < q + 1
this : ¬eval (↑q) (cyclotomic n ℂ) = 0
⊢ ↥(primitiveRoots n ℂ) → NNRealˣ

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
⊢ Units.mk0 (q + 1).toNNReal ⋯ ^ φ n = ∏ i ∈ (primitiveRoots n ℂ).attach, ?convert_3 i

pp: case convert_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
hex : ∃ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ < q + 1
this : ¬eval (↑q) (cyclotomic n ℂ) = 0
⊢ ∀ i ∈ (primitiveRoots n ℂ).attach, Units.mk0 ‖↑q - ↑i‖₊ ⋯ ≤ ?convert_3 i

pp: case convert_6
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
⊢ ∃ i ∈ (primitiveRoots n ℂ).attach, Units.mk0 ‖↑q - ↑i‖₊ ⋯ < ?convert_3 i

Tactic:
· exact fun _ => Units.mk0 (Real.toNNReal (q + 1)) (by positivity)

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
⊢ Units.mk0 (q + 1).toNNReal ⋯ ^ φ n = ∏ i ∈ (primitiveRoots n ℂ).attach, Units.mk0 (q + 1).toNNReal ⋯

case convert_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
hex : ∃ ζ' ∈ primitiveRoots n ℂ, ‖↑q - ζ'‖ < q + 1
this : ¬eval (↑q) (cyclotomic n ℂ) = 0
⊢ ∀ i ∈ (primitiveRoots n ℂ).attach, Units.mk0 ‖↑q - ↑i‖₊ ⋯ ≤ Units.mk0 (q + 1).toNNReal ⋯

case convert_6
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
⊢ ∃ i ∈ (primitiveRoots n ℂ).attach, Units.mk0 ‖↑q - ↑i‖₊ ⋯ < Units.mk0 (q + 1).toNNReal ⋯
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
this✝¹ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η⟯
hη : IsPrimitiveRoot (η₁ + 1) (p ^ (k - s + 1))
this✝ : FiniteDimensional K L
this : IsGalois K L
⊢ (Algebra.norm K) (IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η) ^ Module.finrank (↥K⟮η⟯) L = ↑p ^ p ^ 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
this✝¹ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η⟯
hη : IsPrimitiveRoot (η₁ + 1) (p ^ (k - s + 1))
this✝ : FiniteDimensional K L
this : IsGalois K L
⊢ (Algebra.norm K) (IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η) ^ Module.finrank (↥K⟮η⟯) L = ↑p ^ p ^ s
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
inst✝¹ : IsDomain B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
x : B
hx : map (algebraMap A B) (cyclotomic n A) ≠ 0 ∧ (aeval x) (cyclotomic n A) = 0
⊢ x ∈ {b | n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1}

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
inst✝¹ : IsDomain B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
x : B
hx : map (algebraMap A B) (cyclotomic n A) ≠ 0 ∧ (aeval x) (cyclotomic n A) = 0
⊢ x ∈ {b | n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1}
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
inst✝¹ : IsDomain B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
x : B
hx : map (algebraMap A B) (cyclotomic n A) ≠ 0 ∧ (aeval x) (cyclotomic n A) = 0
⊢ n ≠ 0 ∧ ∃ i ∈ n.divisors, (cyclotomic i B).IsRoot x

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
inst✝¹ : IsDomain B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
x : B
hx : map (algebraMap A B) (cyclotomic n A) ≠ 0 ∧ (aeval x) (cyclotomic n A) = 0
⊢ n ≠ 0 ∧ ∃ i ∈ n.divisors, (cyclotomic i B).IsRoot x
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
inst✝¹ : IsDomain B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
x : B
hx : map (algebraMap A B) (cyclotomic n A) ≠ 0 ∧ (aeval x) (cyclotomic n A) = 0
⊢ (aeval x) (cyclotomic n A) = 0

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
inst✝¹ : IsDomain B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
x : B
hx : map (algebraMap A B) (cyclotomic n A) ≠ 0 ∧ (aeval x) (cyclotomic n A) = 0
⊢ (aeval x) (cyclotomic n A) = 0
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: case refine_2
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
inst✝¹ : IsDomain B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
i : ℕ
left✝ : i < n
hx : n ≠ 0 ∧ (ζ ^ i) ^ n = 1
⊢ cyclotomic n B ≠ 0 ∧ (cyclotomic n B).IsRoot ζ

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_2
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
inst✝¹ : IsDomain B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
i : ℕ
left✝ : i < n
hx : n ≠ 0 ∧ (ζ ^ i) ^ n = 1
⊢ cyclotomic n B ≠ 0 ∧ (cyclotomic n B).IsRoot ζ
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
this✝¹ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η⟯
hη : IsPrimitiveRoot (η₁ + 1) (p ^ (k - s + 1))
this✝ : FiniteDimensional K L
this : IsGalois K L
H : (Algebra.norm K) η₁ = ↑(p ^ (k - s + 1)).minFac
⊢ (Algebra.norm K) (IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η) ^ Module.finrank (↥K⟮η⟯) L = ↑p ^ p ^ s

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
this✝¹ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η⟯
hη : IsPrimitiveRoot (η₁ + 1) (p ^ (k - s + 1))
this✝ : FiniteDimensional K L
this : IsGalois K L
H : (Algebra.norm K) η₁ = ↑(p ^ (k - s + 1)).minFac
⊢ (Algebra.norm K) (IntermediateField.AdjoinSimple.gen K η) ^ Module.finrank (↥K⟮η⟯) L = ↑p ^ p ^ s
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
n : ℕ
inst✝¹ : NeZero n
inst✝ : IsDomain B
ζ : B
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
x : B
hx : cyclotomic n B ≠ 0 ∧ (cyclotomic n B).IsRoot x
⊢ (cyclotomic n B).IsRoot x

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
n : ℕ
inst✝¹ : NeZero n
inst✝ : IsDomain B
ζ : B
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
x : B
hx : cyclotomic n B ≠ 0 ∧ (cyclotomic n B).IsRoot x
⊢ (cyclotomic n B).IsRoot x
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: case inl
n : ℕ
hn' : 1 < n
hq : 0 ≠ 1
⊢ 1 ≠ 0

Tactic:
]

Goal state after:
case inl
n : ℕ
hn' : 1 < n
hq : 0 ≠ 1
⊢ 1 ≠ 0
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
this✝¹ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η⟯
hη : IsPrimitiveRoot (η₁ + 1) (p ^ (k - s + 1))
this✝ : FiniteDimensional K L
this : IsGalois K L
H : (Algebra.norm K) η₁ = ↑(p ^ (k - s + 1)).minFac
⊢ ↑(p ^ (k - s + 1)).minFac ^ Module.finrank (↥K⟮η⟯) L = ↑p ^ p ^ s

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
this✝¹ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η⟯
hη : IsPrimitiveRoot (η₁ + 1) (p ^ (k - s + 1))
this✝ : FiniteDimensional K L
this : IsGalois K L
H : (Algebra.norm K) η₁ = ↑(p ^ (k - s + 1)).minFac
⊢ ↑(p ^ (k - s + 1)).minFac ^ Module.finrank (↥K⟮η⟯) L = ↑p ^ p ^ s
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
n : ℕ
inst✝¹ : NeZero n
inst✝ : IsDomain B
h : IsCyclotomicExtension {n} A B
ζ : B
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
⊢ adjoin A ((cyclotomic n A).rootSet B) = ⊤

Tactic:
]

Goal state after:
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
n : ℕ
inst✝¹ : NeZero n
inst✝ : IsDomain B
h : IsCyclotomicExtension {n} A B
ζ : B
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
⊢ adjoin A ((cyclotomic n A).rootSet B) = ⊤
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: case inr
n q : ℕ
hn' : 1 < n
hq : q ≠ 1
hq' : 1 < q
⊢ (↑q - 1) ^ φ n < ↑|eval (↑q) (cyclotomic n ℤ)|

Tactic:
]

Goal state after:
case inr
n q : ℕ
hn' : 1 < n
hq : q ≠ 1
hq' : 1 < q
⊢ (↑q - 1) ^ φ n < ↑|eval (↑q) (cyclotomic n ℤ)|
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
n : ℕ
inst✝¹ : NeZero n
inst✝ : IsDomain B
h : IsCyclotomicExtension {n} A B
ζ : B
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
⊢ adjoin A {b | ∃ a ∈ {n}, a ≠ 0 ∧ b ^ a = 1} = ⊤

Tactic:
]

Goal state after:
A : Type u
B : Type v
inst✝⁴ : CommRing A
inst✝³ : CommRing B
inst✝² : Algebra A B
n : ℕ
inst✝¹ : NeZero n
inst✝ : IsDomain B
h : IsCyclotomicExtension {n} A B
ζ : B
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
⊢ adjoin A {b | ∃ a ∈ {n}, a ≠ 0 ∧ b ^ a = 1} = ⊤
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
h : IsPrimitiveRoot ζ n
n✝ : ℕ
hi : n✝ = n
hi' : n✝ ≠ 0
⊢ ∃ r, IsPrimitiveRoot r n✝

Tactic:
]

Goal state after:
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
h : IsPrimitiveRoot ζ n
n✝ : ℕ
hi : n✝ = n
hi' : n✝ ≠ 0
⊢ ∃ r, IsPrimitiveRoot r n✝
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
h : IsPrimitiveRoot ζ n
n✝ : ℕ
hi : n✝ = n
hi' : n✝ ≠ 0
⊢ IsPrimitiveRoot ζ n

Tactic:
]

Goal state after:
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
h : IsPrimitiveRoot ζ n
n✝ : ℕ
hi : n✝ = n
hi' : n✝ ≠ 0
⊢ IsPrimitiveRoot ζ n
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.Trace

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Finite L
inst✝ : Algebra K L
x : L
this✝ : Finite K
this : Fintype K
⊢ ∑ σ, σ x = ∑ i, x ^ Nat.card K ^ ↑i

Tactic:
]

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Finite L
inst✝ : Algebra K L
x : L
this✝ : Finite K
this : Fintype K
⊢ ∑ σ, σ x = ∑ i, x ^ Nat.card K ^ ↑i
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.Trace

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Finite L
inst✝ : Algebra K L
x : L
this✝ : Finite K
this : Fintype K
i : Fin (Module.finrank K L)
⊢ x ^ Nat.card K ^ ↑i = (fun x ↦ x ^ Nat.card K ^ ↑i) x

Tactic:
]

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

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Finite L
inst✝ : Algebra K L
x : L
this✝ : Finite K
this : Fintype K
⊢ ∏ σ, σ x = ∏ i, x ^ Nat.card K ^ ↑i

Tactic:
]

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Finite L
inst✝ : Algebra K L
x : L
this✝ : Finite K
this : Fintype K
⊢ ∏ σ, σ x = ∏ i, x ^ Nat.card K ^ ↑i
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
h : IsPrimitiveRoot ζ n
x✝ : ↥A[ζ]
x : B
hx : x ∈ A[ζ]
b : B
hb✝ : b ∈ {ζ}
hb : b = ζ
⊢ ⟨b, ⋯⟩ ∈ adjoin A {b | ∃ n_1 ∈ {n}, n_1 ≠ 0 ∧ b ^ n_1 = 1}

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
h : IsPrimitiveRoot ζ n
x✝ : ↥A[ζ]
x : B
hx : x ∈ A[ζ]
b : B
hb✝ : b ∈ {ζ}
hb : b = ζ
⊢ ⟨b, ⋯⟩ ∈ adjoin A {b | ∃ n_1 ∈ {n}, n_1 ≠ 0 ∧ b ^ n_1 = 1}
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: case refine_2.e_a
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
this✝¹ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η⟯
hη : IsPrimitiveRoot (η₁ + 1) (p ^ (k - s + 1))
this✝ : FiniteDimensional K L
this : IsGalois K L
H : (Algebra.norm K) η₁ = ↑(p ^ (k - s + 1)).minFac
⊢ p = p

pp: case refine_2.e_a
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
this✝¹ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η⟯
hη : IsPrimitiveRoot (η₁ + 1) (p ^ (k - s + 1))
this✝ : FiniteDimensional K L
this : IsGalois K L
H : (Algebra.norm K) η₁ = ↑(p ^ (k - s + 1)).minFac
⊢ k - s + 1 ≠ 0

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_2.e_a
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
this✝¹ : IsCyclotomicExtension {p ^ (k - s + 1)} K ↥K⟮η⟯
hη : IsPrimitiveRoot (η₁ + 1) (p ^ (k - s + 1))
this✝ : FiniteDimensional K L
this : IsGalois K L
H : (Algebra.norm K) η₁ = ↑(p ^ (k - s + 1)).minFac
⊢ k - s + 1 ≠ 0
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.Trace

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Finite L
inst✝ : Algebra K L
x : L
⊢ x ^ ∑ i ∈ Finset.range (Module.finrank K L), Nat.card K ^ i =
    x ^ ∑ i ∈ Finset.range (Module.finrank K L), Nat.card K ^ i

Tactic:
]

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

Goal state before:
pp: case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
h : IsPrimitiveRoot ζ n
x✝ : ↥A[ζ]
x : B
hx : x ∈ A[ζ]
b : B
hb✝ : b ∈ {ζ}
hb : b = ζ
⊢ n ≠ 0 ∧ ζ ^ n = 1

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_1
A : Type u
B : Type v
inst✝³ : CommRing A
inst✝² : CommRing B
inst✝¹ : Algebra A B
ζ : B
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
h : IsPrimitiveRoot ζ n
x✝ : ↥A[ζ]
x : B
hx : x ∈ A[ζ]
b : B
hb✝ : b ∈ {ζ}
hb : b = ζ
⊢ n ≠ 0 ∧ ζ ^ n = 1
Module: Mathlib.Data.ZMod.Units

Goal state before:
pp: n m d : ℕ
hm : n ∣ m
hd : m ∣ d
⊢ Units.map ((↑(castHom hm (ZMod n))).comp ↑(castHom hd (ZMod m))) = Units.map ↑(castHom ⋯ (ZMod n))

Tactic:
]

Goal state after:
n m d : ℕ
hm : n ∣ m
hd : m ∣ d
⊢ Units.map ((↑(castHom hm (ZMod n))).comp ↑(castHom hd (ZMod m))) = Units.map ↑(castHom ⋯ (ZMod n))
Module: Mathlib.Data.ZMod.Units

Goal state before:
pp: case pos
n m : ℕ
hm : NeZero m
h✝ : n ∣ m
x : ℕ
hx : x.Coprime n
ps : Finset ℕ := {p ∈ m.primeFactors | ¬p ∣ x}
p : ℕ
pp : Nat.Prime p
hp : p ∣ x + ps.prod id * n
hpn : p ∣ m
hpx : p ∣ x
h : p ∣ ps.prod id * n
⊢ False

Tactic:
]

Goal state after:
case pos
n m : ℕ
hm : NeZero m
h✝ : n ∣ m
x : ℕ
hx : x.Coprime n
ps : Finset ℕ := {p ∈ m.primeFactors | ¬p ∣ x}
p : ℕ
pp : Nat.Prime p
hp : p ∣ x + ps.prod id * n
hpn : p ∣ m
hpx : p ∣ x
h : p ∣ ps.prod id * n
⊢ False
Module: Mathlib.Data.ZMod.Units

Goal state before:
pp: case pos.inl
n m : ℕ
hm : NeZero m
h✝¹ : n ∣ m
x : ℕ
hx : x.Coprime n
ps : Finset ℕ := {p ∈ m.primeFactors | ¬p ∣ x}
p : ℕ
pp : Nat.Prime p
hp : p ∣ x + ps.prod id * n
hpn : p ∣ m
hpx : p ∣ x
h✝ : p ∣ ps.prod id * n
h : p ∣ ps.prod id
q : ℕ
hq : (Nat.Prime p ∧ p ∣ m ∧ m ≠ 0) ∧ ¬p ∣ x
hq' : p ∣ id q
⊢ False

Tactic:
]

Goal state after:
case pos.inl
n m : ℕ
hm : NeZero m
h✝¹ : n ∣ m
x : ℕ
hx : x.Coprime n
ps : Finset ℕ := {p ∈ m.primeFactors | ¬p ∣ x}
p : ℕ
pp : Nat.Prime p
hp : p ∣ x + ps.prod id * n
hpn : p ∣ m
hpx : p ∣ x
h✝ : p ∣ ps.prod id * n
h : p ∣ ps.prod id
q : ℕ
hq : (Nat.Prime p ∧ p ∣ m ∧ m ≠ 0) ∧ ¬p ∣ x
hq' : p ∣ id q
⊢ False
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: K : Type w
L : Type z
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : Field L
inst✝² : Algebra K L
inst✝¹ : Algebra.IsIntegral K L
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
ζ : L
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
⊢ IsCyclotomicExtension {n} K ↥K[ζ]

Tactic:
]

Goal state after:
K : Type w
L : Type z
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : Field L
inst✝² : Algebra K L
inst✝¹ : Algebra.IsIntegral K L
n : ℕ
inst✝ : NeZero n
ζ : L
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
⊢ IsCyclotomicExtension {n} K ↥K[ζ]
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.GaloisField

Goal state before:
pp: case succ.refine_4
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✝¹ :
  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 y : 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)
hy✝ :
  y ∈
    Subring.closure
      (Set.range ⇑(algebraMap (ZMod (n✝ + 1)) (GaloisField (n✝ + 1) n)) ∪
        (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X).rootSet (X ^ (n✝ + 1) ^ n - X).SplittingField)
hx : x ^ (n✝ + 1) ^ n = x
hy : y ^ (n✝ + 1) ^ n = y
⊢ x + y = x + y

Tactic:
]

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

Goal state before:
pp: n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
S : Set ℕ
K : Type w
L : Type z
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Field L
inst✝ : Algebra K L
H : IsCyclotomicExtension S K L
hS : n ∈ S
⊢ (X ^ n - 1).Splits

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
S : Set ℕ
K : Type w
L : Type z
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Field L
inst✝ : Algebra K L
H : IsCyclotomicExtension S K L
hS : n ∈ S
⊢ (X ^ n - 1).Splits