mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: case mk
p n : ℕ
inst✝¹² : NeZero n
A : Type w
B : Type z
K : Type u
L : Type v
C✝ : Type w
inst✝¹¹ : CommRing A
inst✝¹⁰ : CommRing B
inst✝⁹ : Algebra A B
inst✝⁸ : IsCyclotomicExtension {n} A B
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : CommRing L
inst✝⁵ : IsDomain L
inst✝⁴ : Algebra K L
inst✝³ : IsCyclotomicExtension {n} K L
ζ : L
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
C : Type u_1
inst✝² : CommRing C
inst✝¹ : IsDomain C
inst✝ : Algebra K C
hirr : Irreducible (cyclotomic n K)
this : NeZero ↑n
hn : NeZero ↑n
val✝ : C
property✝ : (aeval val✝) (minpoly K (IsPrimitiveRoot.powerBasis K hζ).gen) = 0
⊢ (aeval ↑⟨val✝, property✝⟩) (minpoly K ζ) = 0

Tactic:
]

Goal state after:
case mk
p n : ℕ
inst✝¹² : NeZero n
A : Type w
B : Type z
K : Type u
L : Type v
C✝ : Type w
inst✝¹¹ : CommRing A
inst✝¹⁰ : CommRing B
inst✝⁹ : Algebra A B
inst✝⁸ : IsCyclotomicExtension {n} A B
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : CommRing L
inst✝⁵ : IsDomain L
inst✝⁴ : Algebra K L
inst✝³ : IsCyclotomicExtension {n} K L
ζ : L
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
C : Type u_1
inst✝² : CommRing C
inst✝¹ : IsDomain C
inst✝ : Algebra K C
hirr : Irreducible (cyclotomic n K)
this : NeZero ↑n
hn : NeZero ↑n
val✝ : C
property✝ : (aeval val✝) (minpoly K (IsPrimitiveRoot.powerBasis K hζ).gen) = 0
⊢ (aeval ↑⟨val✝, property✝⟩) (minpoly K ζ) = 0
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Expand

Goal state before:
pp: R : Type u_1
p m : ℕ
inst✝² : Fact (Nat.Prime p)
inst✝¹ : Ring R
inst✝ : CharP R p
hm : ¬p ∣ m
a : ℕ
x✝ : 0 < a + 2
hdiv : p ∣ p ^ a.succ * m
⊢ cyclotomic m R ^ ((p ^ a.succ - p ^ (a.succ - 1)) * p) = cyclotomic m R ^ (p * p ^ (a + 1) - p ^ (a + 2 - 1))

pp: R : Type u_1
p m : ℕ
inst✝² : Fact (Nat.Prime p)
inst✝¹ : Ring R
inst✝ : CharP R p
hm : ¬p ∣ m
a : ℕ
x✝ : 0 < a + 2
hdiv : p ∣ p ^ a.succ * m
⊢ ¬p ∣ m

Tactic:
]

Goal state after:
R : Type u_1
p m : ℕ
inst✝² : Fact (Nat.Prime p)
inst✝¹ : Ring R
inst✝ : CharP R p
hm : ¬p ∣ m
a : ℕ
x✝ : 0 < a + 2
hdiv : p ∣ p ^ a.succ * m
⊢ cyclotomic m R ^ ((p ^ a.succ - p ^ (a.succ - 1)) * p) = cyclotomic m R ^ (p * p ^ (a + 1) - p ^ (a + 2 - 1))

R : Type u_1
p m : ℕ
inst✝² : Fact (Nat.Prime p)
inst✝¹ : Ring R
inst✝ : CharP R p
hm : ¬p ∣ m
a : ℕ
x✝ : 0 < a + 2
hdiv : p ∣ p ^ a.succ * m
⊢ ¬p ∣ m
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Expand

Goal state before:
pp: R : Type u_1
p m : ℕ
inst✝² : Fact (Nat.Prime p)
inst✝¹ : Ring R
inst✝ : CharP R p
hm : ¬p ∣ m
a : ℕ
x✝ : 0 < a + 2
hdiv : p ∣ p ^ a.succ * m
⊢ cyclotomic m R ^ (p * (p ^ a * p) - p ^ a * p) = cyclotomic m R ^ (p * (p ^ a * p) - p ^ a * p)

Tactic:
]

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

Goal state before:
pp: case mk
p n : ℕ
inst✝¹² : NeZero n
A : Type w
B : Type z
K : Type u
L : Type v
C✝ : Type w
inst✝¹¹ : CommRing A
inst✝¹⁰ : CommRing B
inst✝⁹ : Algebra A B
inst✝⁸ : IsCyclotomicExtension {n} A B
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : CommRing L
inst✝⁵ : IsDomain L
inst✝⁴ : Algebra K L
inst✝³ : IsCyclotomicExtension {n} K L
ζ : L
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
C : Type u_1
inst✝² : CommRing C
inst✝¹ : IsDomain C
inst✝ : Algebra K C
hirr : Irreducible (cyclotomic n K)
this : NeZero ↑n
hn : NeZero ↑n
val✝ : C
property✝ : val✝ ∈ primitiveRoots n C
⊢ ↑⟨val✝, property✝⟩ ∈ primitiveRoots n C

Tactic:
]

Goal state after:
case mk
p n : ℕ
inst✝¹² : NeZero n
A : Type w
B : Type z
K : Type u
L : Type v
C✝ : Type w
inst✝¹¹ : CommRing A
inst✝¹⁰ : CommRing B
inst✝⁹ : Algebra A B
inst✝⁸ : IsCyclotomicExtension {n} A B
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : CommRing L
inst✝⁵ : IsDomain L
inst✝⁴ : Algebra K L
inst✝³ : IsCyclotomicExtension {n} K L
ζ : L
hζ : IsPrimitiveRoot ζ n
C : Type u_1
inst✝² : CommRing C
inst✝¹ : IsDomain C
inst✝ : Algebra K C
hirr : Irreducible (cyclotomic n K)
this : NeZero ↑n
hn : NeZero ↑n
val✝ : C
property✝ : val✝ ∈ primitiveRoots n C
⊢ ↑⟨val✝, property✝⟩ ∈ primitiveRoots n C
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: n : ℕ
inst✝⁵ : NeZero n
K : Type u
L : Type v
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : CommRing L
inst✝² : IsDomain L
inst✝¹ : Algebra K L
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} K L
hirr : Irreducible (cyclotomic n K)
this : NeZero ↑n
⊢ φ n = φ n

Tactic:
]

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

Goal state before:
pp: A : Type u
B : Type v
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : CommRing B
inst✝ : Algebra A B
⊢ IsCyclotomicExtension {0} A B ↔ ⊥ = ⊤

Tactic:
]

Goal state after:
A : Type u
B : Type v
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : CommRing B
inst✝ : Algebra A B
⊢ IsCyclotomicExtension {0} A B ↔ ⊥ = ⊤
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: A : Type u
B : Type v
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : CommRing B
inst✝ : Algebra A B
⊢ IsCyclotomicExtension ∅ A B → Subsingleton (Subalgebra A B)

Tactic:
]

Goal state after:
A : Type u
B : Type v
inst✝² : CommRing A
inst✝¹ : CommRing B
inst✝ : Algebra A B
⊢ IsCyclotomicExtension ∅ A B → Subsingleton (Subalgebra A B)
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Expand

Goal state before:
pp: case inl
m p : ℕ
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
hp : Fact (Nat.Prime p)
hchar : CharP R p
μ : R
inst✝ : NeZero ↑m
⊢ IsPrimitiveRoot μ m ↔ IsPrimitiveRoot μ m

Tactic:
]

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

Goal state before:
pp: case inr.refine_1
m k p : ℕ
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
hp : Fact (Nat.Prime p)
hchar : CharP R p
μ : R
inst✝ : NeZero ↑m
hk : k > 0
h : eval μ (cyclotomic m R) ^ (p ^ k - p ^ (k - 1)) = 0
⊢ IsPrimitiveRoot μ m

Tactic:
]

Goal state after:
case inr.refine_1
m k p : ℕ
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
hp : Fact (Nat.Prime p)
hchar : CharP R p
μ : R
inst✝ : NeZero ↑m
hk : k > 0
h : eval μ (cyclotomic m R) ^ (p ^ k - p ^ (k - 1)) = 0
⊢ IsPrimitiveRoot μ m
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Expand

Goal state before:
pp: case inr.refine_1
m k p : ℕ
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
hp : Fact (Nat.Prime p)
hchar : CharP R p
μ : R
inst✝ : NeZero ↑m
hk : k > 0
h : IsPrimitiveRoot μ m
⊢ IsPrimitiveRoot μ m

Tactic:
]

Goal state after:
case inr.refine_1
m k p : ℕ
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
hp : Fact (Nat.Prime p)
hchar : CharP R p
μ : R
inst✝ : NeZero ↑m
hk : k > 0
h : IsPrimitiveRoot μ m
⊢ IsPrimitiveRoot μ m
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Expand

Goal state before:
pp: case inr.refine_2
m k p : ℕ
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
hp : Fact (Nat.Prime p)
hchar : CharP R p
μ : R
inst✝ : NeZero ↑m
hk : k > 0
h : eval μ (cyclotomic m R) = 0
⊢ (cyclotomic (p ^ k * m) R).IsRoot μ

Tactic:
]

Goal state after:
case inr.refine_2
m k p : ℕ
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
hp : Fact (Nat.Prime p)
hchar : CharP R p
μ : R
inst✝ : NeZero ↑m
hk : k > 0
h : eval μ (cyclotomic m R) = 0
⊢ (cyclotomic (p ^ k * m) R).IsRoot μ
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Expand

Goal state before:
pp: case inr.refine_2
m k p : ℕ
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
hp : Fact (Nat.Prime p)
hchar : CharP R p
μ : R
inst✝ : NeZero ↑m
hk : k > 0
h : eval μ (cyclotomic m R) = 0
⊢ 0 = 0

pp: case inr.refine_2
m k p : ℕ
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
hp : Fact (Nat.Prime p)
hchar : CharP R p
μ : R
inst✝ : NeZero ↑m
hk : k > 0
h : eval μ (cyclotomic m R) = 0
⊢ p ^ k - p ^ (k - 1) ≠ 0

Tactic:
]

Goal state after:
case inr.refine_2
m k p : ℕ
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
hp : Fact (Nat.Prime p)
hchar : CharP R p
μ : R
inst✝ : NeZero ↑m
hk : k > 0
h : eval μ (cyclotomic m R) = 0
⊢ p ^ k - p ^ (k - 1) ≠ 0
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: K : Type u
L : Type v
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : CommRing L
inst✝² : IsDomain L
inst✝¹ : Algebra K L
inst✝ : FiniteDimensional K L
p q : ℕ
x y : L
hx : IsPrimitiveRoot x p
hy : IsPrimitiveRoot y q
hppos : p > 0
hqpos : q > 0
z : L := x ^ (p / p.factorizationLCMLeft q) * y ^ (q / p.factorizationLCMRight q)
k : ℕ+ := PNat.lcm ⟨p, hppos⟩ ⟨q, hqpos⟩
hirr : Irreducible (cyclotomic (↑k) K)
this✝ : IsPrimitiveRoot z ↑k
this : IsCyclotomicExtension {↑k} K ↥K[z]
⊢ φ (p.lcm q) = Module.finrank K ↥(Subalgebra.toSubmodule K[z])

Tactic:
]

Goal state after:
K : Type u
L : Type v
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : CommRing L
inst✝² : IsDomain L
inst✝¹ : Algebra K L
inst✝ : FiniteDimensional K L
p q : ℕ
x y : L
hx : IsPrimitiveRoot x p
hy : IsPrimitiveRoot y q
hppos : p > 0
hqpos : q > 0
z : L := x ^ (p / p.factorizationLCMLeft q) * y ^ (q / p.factorizationLCMRight q)
k : ℕ+ := PNat.lcm ⟨p, hppos⟩ ⟨q, hqpos⟩
hirr : Irreducible (cyclotomic (↑k) K)
this✝ : IsPrimitiveRoot z ↑k
this : IsCyclotomicExtension {↑k} K ↥K[z]
⊢ φ (p.lcm q) = Module.finrank K ↥(Subalgebra.toSubmodule K[z])
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.GaloisField

Goal state before:
pp: K : Type u_1
F : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : Fintype K
inst✝¹ : Field F
inst✝ : Algebra F K
h : (X ^ Fintype.card K - X).natDegree = Fintype.card K
⊢ Fintype.card K = Fintype.card K

Tactic:
]

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

Goal state before:
pp: K : Type u_1
F : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : Fintype K
inst✝¹ : Field F
inst✝ : Algebra F K
⊢ ⊤ = ⊤

Tactic:
]

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
⊢ ∀ (p : ℕ), Nat.Prime p → ¬p ∣ (eval 1 (cyclotomic n ℤ)).natAbs

Tactic:
]

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
⊢ ∀ (p : ℕ), Nat.Prime p → ¬p ∣ (eval 1 (cyclotomic n ℤ)).natAbs
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.GaloisField

Goal state before:
pp: case h
K : Type u_1
inst✝¹ : CommRing K
p q : ℕ
inst✝ : CharP K p
h : ↑q = 0
⊢ 1 * (X ^ q - X) + (X ^ q - X - 1) * derivative (X ^ q - X) = 1

Tactic:
]

Goal state after:
case h
K : Type u_1
inst✝¹ : CommRing K
p q : ℕ
inst✝ : CharP K p
h : ↑q = 0
⊢ 1 * (X ^ q - X) + (X ^ q - X - 1) * derivative (X ^ q - X) = 1
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
K : Type u
inst✝² : Field K
inst✝¹ : NumberField K
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} ℚ K
ζ : K
l : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ l
hl✝ : l ≠ 0
hl : NeZero l
hroot : IsPrimitiveRoot (zeta n ℚ K) n
key : φ (l.lcm n) ≤ φ n
⊢ l ∣ 2 * n

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
K : Type u
inst✝² : Field K
inst✝¹ : NumberField K
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} ℚ K
ζ : K
l : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ l
hl✝ : l ≠ 0
hl : NeZero l
hroot : IsPrimitiveRoot (zeta n ℚ K) n
key : φ (l.lcm n) ≤ φ n
⊢ l ∣ 2 * n
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.GaloisField

Goal state before:
pp: case h
K : Type u_1
inst✝¹ : CommRing K
p q : ℕ
inst✝ : CharP K p
h : ↑q = 0
⊢ 1 * (X ^ q - X) + (X ^ q - X - 1) * (0 * X ^ (q - 1) - 1) = 1

Tactic:
]

Goal state after:
case h
K : Type u_1
inst✝¹ : CommRing K
p q : ℕ
inst✝ : CharP K p
h : ↑q = 0
⊢ 1 * (X ^ q - X) + (X ^ q - X - 1) * (0 * X ^ (q - 1) - 1) = 1
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: case refine_2
S T : Set ℕ
A : Type u
B : Type v
inst✝⁶ : CommRing A
inst✝⁵ : CommRing B
inst✝⁴ : Algebra A B
C : Type w
inst✝³ : CommRing C
inst✝² : Algebra A C
inst✝¹ : Algebra B C
inst✝ : IsScalarTower A B C
hS : IsCyclotomicExtension S A B
hT : IsCyclotomicExtension T B C
h : Function.Injective ⇑(algebraMap B C)
x : C
b : B
f : B →ₐ[A] C := IsScalarTower.toAlgHom A B C
hb : (algebraMap B C) b ∈ adjoin A (⇑f '' {b | ∃ a ∈ S, a ≠ 0 ∧ b ^ a = 1})
⊢ (algebraMap B C) b ∈ adjoin A {b | ∃ n ∈ S ∪ T, n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1}

Tactic:
]

Goal state after:
case refine_2
S T : Set ℕ
A : Type u
B : Type v
inst✝⁶ : CommRing A
inst✝⁵ : CommRing B
inst✝⁴ : Algebra A B
C : Type w
inst✝³ : CommRing C
inst✝² : Algebra A C
inst✝¹ : Algebra B C
inst✝ : IsScalarTower A B C
hS : IsCyclotomicExtension S A B
hT : IsCyclotomicExtension T B C
h : Function.Injective ⇑(algebraMap B C)
x : C
b : B
f : B →ₐ[A] C := IsScalarTower.toAlgHom A B C
hb : (algebraMap B C) b ∈ adjoin A (⇑f '' {b | ∃ a ∈ S, a ≠ 0 ∧ b ^ a = 1})
⊢ (algebraMap B C) b ∈ adjoin A {b | ∃ n ∈ S ∪ T, n ≠ 0 ∧ b ^ n = 1}
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
K : Type u
inst✝² : Field K
inst✝¹ : NumberField K
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} ℚ K
ζ : K
l : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ l
hl✝ : l ≠ 0
hl : NeZero l
hroot : IsPrimitiveRoot (zeta n ℚ K) n
key : φ (l.lcm n) ≤ φ n
r : ℕ
hr : GCDMonoid.lcm l n = n * r
ineq : φ n * φ r ≤ φ (GCDMonoid.lcm l n)
⊢ l ∣ 2 * n

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
K : Type u
inst✝² : Field K
inst✝¹ : NumberField K
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} ℚ K
ζ : K
l : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ l
hl✝ : l ≠ 0
hl : NeZero l
hroot : IsPrimitiveRoot (zeta n ℚ K) n
key : φ (l.lcm n) ≤ φ n
r : ℕ
hr : GCDMonoid.lcm l n = n * r
ineq : φ n * φ r ≤ φ (GCDMonoid.lcm l n)
⊢ l ∣ 2 * n
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hpe : p ∣ (eval 1 (cyclotomic n ℤ)).natAbs
this✝ : Fact (Nat.Prime p)
this :
  ↑n =
    (∏ x ∈ n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n)), eval 1 (cyclotomic x ℤ)) *
      ∏ x ∈ range (padicValNat p n), eval 1 (cyclotomic (p ^ (x + 1)) ℤ)
⊢ False

pp: R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hpe : p ∣ (eval 1 (cyclotomic n ℤ)).natAbs
this✝ : Fact (Nat.Prime p)
this :
  ↑n =
    (∏ x ∈ n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n)), eval 1 (cyclotomic x ℤ)) *
      ∏ x ∈ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n)), eval 1 (cyclotomic x ℤ)
⊢ Set.InjOn (fun t ↦ p ^ (t + 1)) ↑(range (padicValNat p n))

Tactic:
]

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hpe : p ∣ (eval 1 (cyclotomic n ℤ)).natAbs
this✝ : Fact (Nat.Prime p)
this :
  ↑n =
    (∏ x ∈ n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n)), eval 1 (cyclotomic x ℤ)) *
      ∏ x ∈ range (padicValNat p n), eval 1 (cyclotomic (p ^ (x + 1)) ℤ)
⊢ False

R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hpe : p ∣ (eval 1 (cyclotomic n ℤ)).natAbs
this✝ : Fact (Nat.Prime p)
this :
  ↑n =
    (∏ x ∈ n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n)), eval 1 (cyclotomic x ℤ)) *
      ∏ x ∈ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n)), eval 1 (cyclotomic x ℤ)
⊢ Set.InjOn (fun t ↦ p ^ (t + 1)) ↑(range (padicValNat p n))
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
K : Type u
inst✝² : Field K
inst✝¹ : NumberField K
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} ℚ K
ζ : K
l : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ l
hl✝ : l ≠ 0
hl : NeZero l
hroot : IsPrimitiveRoot (zeta n ℚ K) n
r : ℕ
hr : GCDMonoid.lcm l n = n * r
ineq : φ n * φ r ≤ φ (GCDMonoid.lcm l n)
key : φ r ≤ 1
h : r = 0
⊢ False

Tactic:
simp only [h, mul_zero, _root_.lcm_eq_zero_iff, NeZero.ne _, or_false] at hr

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

Goal state before:
pp: p : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime p)
n : ℕ
h : n ≠ 0
this : Fintype (GaloisField p n)
g_poly : (ZMod p)[X] := X ^ p ^ n - X
hp : 1 < p
aux : g_poly ≠ 0
key : Fintype.card ↑(g_poly.rootSet (GaloisField p n)) = p ^ n
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = p ^ n
⊢ Module.finrank (ZMod p) (GaloisField p n) = n

Tactic:
]

Goal state after:
p : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime p)
n : ℕ
h : n ≠ 0
this : Fintype (GaloisField p n)
g_poly : (ZMod p)[X] := X ^ p ^ n - X
hp : 1 < p
aux : g_poly ≠ 0
key : Fintype.card ↑(g_poly.rootSet (GaloisField p n)) = p ^ n
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = p ^ n
⊢ Module.finrank (ZMod p) (GaloisField p n) = n
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: case inl
n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
K : Type u
inst✝² : Field K
inst✝¹ : NumberField K
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} ℚ K
ζ : K
l : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ l
hl✝ : l ≠ 0
hl : NeZero l
hroot : IsPrimitiveRoot (zeta n ℚ K) n
r : ℕ
hr : GCDMonoid.lcm l n = n
ineq : φ n * φ r ≤ φ (GCDMonoid.lcm l n)
rpos : 0 < r
key : r = 1
⊢ l ∣ 2 * n

Tactic:
]

Goal state after:
case inl
n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
K : Type u
inst✝² : Field K
inst✝¹ : NumberField K
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} ℚ K
ζ : K
l : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ l
hl✝ : l ≠ 0
hl : NeZero l
hroot : IsPrimitiveRoot (zeta n ℚ K) n
r : ℕ
hr : GCDMonoid.lcm l n = n
ineq : φ n * φ r ≤ φ (GCDMonoid.lcm l n)
rpos : 0 < r
key : r = 1
⊢ l ∣ 2 * n
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hpe : p ∣ (eval 1 (cyclotomic n ℤ)).natAbs
this✝ : Fact (Nat.Prime p)
this :
  ↑n =
    ↑p ^ padicValNat p n *
      ((∏ x ∈ (n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n))) \ {n},
          eval 1 (cyclotomic x ℤ)) *
        ∏ x ∈ {n}, eval 1 (cyclotomic x ℤ))
⊢ False

pp: R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hpe : p ∣ (eval 1 (cyclotomic n ℤ)).natAbs
this✝ : Fact (Nat.Prime p)
this :
  ↑n =
    ↑p ^ padicValNat p n *
      ∏ x ∈ n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n)), eval 1 (cyclotomic x ℤ)
⊢ {n} ⊆ n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n))

Tactic:
]

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hpe : p ∣ (eval 1 (cyclotomic n ℤ)).natAbs
this✝ : Fact (Nat.Prime p)
this :
  ↑n =
    ↑p ^ padicValNat p n *
      ((∏ x ∈ (n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n))) \ {n},
          eval 1 (cyclotomic x ℤ)) *
        ∏ x ∈ {n}, eval 1 (cyclotomic x ℤ))
⊢ False

R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hpe : p ∣ (eval 1 (cyclotomic n ℤ)).natAbs
this✝ : Fact (Nat.Prime p)
this :
  ↑n =
    ↑p ^ padicValNat p n *
      ∏ x ∈ n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n)), eval 1 (cyclotomic x ℤ)
⊢ {n} ⊆ n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n))
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: case inl
n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
K : Type u
inst✝² : Field K
inst✝¹ : NumberField K
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} ℚ K
ζ : K
l : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ l
hl✝ : l ≠ 0
hl : NeZero l
hroot : IsPrimitiveRoot (zeta n ℚ K) n
r : ℕ
hr : GCDMonoid.lcm l n = n
ineq : φ n * φ r ≤ φ (GCDMonoid.lcm l n)
rpos : 0 < r
key : r = 1
⊢ l ∣ 2 * GCDMonoid.lcm l n

Tactic:
]

Goal state after:
case inl
n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
K : Type u
inst✝² : Field K
inst✝¹ : NumberField K
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} ℚ K
ζ : K
l : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ l
hl✝ : l ≠ 0
hl : NeZero l
hroot : IsPrimitiveRoot (zeta n ℚ K) n
r : ℕ
hr : GCDMonoid.lcm l n = n
ineq : φ n * φ r ≤ φ (GCDMonoid.lcm l n)
rpos : 0 < r
key : r = 1
⊢ l ∣ 2 * GCDMonoid.lcm l n
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.Basic

Goal state before:
pp: S T : Set ℕ
A : Type u
B : Type v
inst✝⁶ : CommRing A
inst✝⁵ : CommRing B
inst✝⁴ : Algebra A B
C : Type w
inst✝³ : CommRing C
inst✝² : Algebra A C
inst✝¹ : Algebra B C
inst✝ : IsScalarTower A B C
hS : IsCyclotomicExtension S A B
hT : IsCyclotomicExtension T B C
h : Function.Injective ⇑(algebraMap B C)
x : C
b : B
f : B →ₐ[A] C := IsScalarTower.toAlgHom A B C
hb : (algebraMap B C) b ∈ adjoin A (⇑f '' {b | ∃ a ∈ S, a ≠ 0 ∧ b ^ a = 1})
y : C
b₁ : B
h₁ : f b₁ = y
n : ℕ
hn : n ∈ S ∧ n ≠ 0 ∧ b₁ ^ n = 1
⊢ 1 = 1

Tactic:
]

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

Goal state before:
pp: p : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime p)
n : ℕ
h : n ≠ 0
this✝ : Fintype (GaloisField p n)
g_poly : (ZMod p)[X] := X ^ p ^ n - X
hp : 1 < p
aux : g_poly ≠ 0
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = p ^ n
this : g_poly.rootSet (GaloisField p n) = Set.univ
key : p ^ Module.finrank (ZMod p) (GaloisField p n) = p ^ n
⊢ Module.finrank (ZMod p) (GaloisField p n) = n

Tactic:
]

Goal state after:
p : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime p)
n : ℕ
h : n ≠ 0
this✝ : Fintype (GaloisField p n)
g_poly : (ZMod p)[X] := X ^ p ^ n - X
hp : 1 < p
aux : g_poly ≠ 0
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = p ^ n
this : g_poly.rootSet (GaloisField p n) = Set.univ
key : p ^ Module.finrank (ZMod p) (GaloisField p n) = p ^ n
⊢ Module.finrank (ZMod p) (GaloisField p n) = n
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Cyclotomic.Eval

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hpe : ↑p ∣ eval 1 (cyclotomic n ℤ)
this✝ : Fact (Nat.Prime p)
this :
  ↑n =
    ↑p ^ padicValNat p n *
      ((∏ x ∈ (n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n))) \ {n},
          eval 1 (cyclotomic x ℤ)) *
        ∏ x ∈ {n}, eval 1 (cyclotomic x ℤ))
⊢ False

Tactic:
]

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝ : Ring R
n : ℕ
h : ∀ {p : ℕ}, Nat.Prime p → ∀ (k : ℕ), p ^ k ≠ n
hn' : n > 0
hn : 1 < n
p : ℕ
hp : Nat.Prime p
hpe : ↑p ∣ eval 1 (cyclotomic n ℤ)
this✝ : Fact (Nat.Prime p)
this :
  ↑n =
    ↑p ^ padicValNat p n *
      ((∏ x ∈ (n.divisors.erase 1 \ image (fun t ↦ p ^ (t + 1)) (range (padicValNat p n))) \ {n},
          eval 1 (cyclotomic x ℤ)) *
        ∏ x ∈ {n}, eval 1 (cyclotomic x ℤ))
⊢ False
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.GaloisField

Goal state before:
pp: p : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime p)
n : ℕ
h : n ≠ 0
this : Fintype (GaloisField p n)
g_poly : (ZMod p)[X] := X ^ p ^ n - X
hp : 1 < p
aux : g_poly ≠ 0
key : Fintype.card ↑(g_poly.rootSet (GaloisField p n)) = p ^ n
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = p ^ n
⊢ ∀ (x : GaloisField p n), x ∈ g_poly.rootSet (GaloisField p n)

Tactic:
]

Goal state after:
p : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime p)
n : ℕ
h : n ≠ 0
this : Fintype (GaloisField p n)
g_poly : (ZMod p)[X] := X ^ p ^ n - X
hp : 1 < p
aux : g_poly ≠ 0
key : Fintype.card ↑(g_poly.rootSet (GaloisField p n)) = p ^ n
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = p ^ n
⊢ ∀ (x : GaloisField p n), x ∈ g_poly.rootSet (GaloisField p n)
Module: Mathlib.NumberTheory.Cyclotomic.PrimitiveRoots

Goal state before:
pp: case inr
n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
K : Type u
inst✝² : Field K
inst✝¹ : NumberField K
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} ℚ K
ζ : K
l : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ l
hl✝ : l ≠ 0
hl : NeZero l
hroot : IsPrimitiveRoot (zeta n ℚ K) n
r : ℕ
hr : GCDMonoid.lcm l n = 2 * n
ineq : φ n * φ r ≤ φ (GCDMonoid.lcm l n)
rpos : 0 < r
key : r = 2
⊢ l ∣ 2 * n

Tactic:
]

Goal state after:
case inr
n : ℕ
inst✝³ : NeZero n
K : Type u
inst✝² : Field K
inst✝¹ : NumberField K
inst✝ : IsCyclotomicExtension {n} ℚ K
ζ : K
l : ℕ
hζ : IsPrimitiveRoot ζ l
hl✝ : l ≠ 0
hl : NeZero l
hroot : IsPrimitiveRoot (zeta n ℚ K) n
r : ℕ
hr : GCDMonoid.lcm l n = 2 * n
ineq : φ n * φ r ≤ φ (GCDMonoid.lcm l n)
rpos : 0 < r
key : r = 2
⊢ l ∣ 2 * n
Module: Mathlib.FieldTheory.Finite.GaloisField

Goal state before:
pp: p : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime p)
n : ℕ
h : n ≠ 0
this : Fintype (GaloisField p n)
g_poly : (ZMod p)[X] := X ^ p ^ n - X
hp : 1 < p
aux : g_poly ≠ 0
key : Fintype.card ↑(g_poly.rootSet (GaloisField p n)) = p ^ n
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = p ^ n
⊢ ∀ x ∈ Algebra.adjoin (ZMod p) ((X ^ p ^ n - X).rootSet (X ^ p ^ n - X).SplittingField),
    x ∈ (X ^ p ^ n - X).rootSet (GaloisField p n)

Tactic:
]

Goal state after:
p : ℕ
h_prime : Fact (Nat.Prime p)
n : ℕ
h : n ≠ 0
this : Fintype (GaloisField p n)
g_poly : (ZMod p)[X] := X ^ p ^ n - X
hp : 1 < p
aux : g_poly ≠ 0
key : Fintype.card ↑(g_poly.rootSet (GaloisField p n)) = p ^ n
nat_degree_eq : g_poly.natDegree = p ^ n
⊢ ∀ x ∈ Algebra.adjoin (ZMod p) ((X ^ p ^ n - X).rootSet (X ^ p ^ n - X).SplittingField),
    x ∈ (X ^ p ^ n - X).rootSet (GaloisField p n)