mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.Analysis.Normed.Operator.Compact.FredholmAlternative

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup X
inst✝ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h : ∀ c > 0, ∃ x, ‖(T - μ • 1) x‖ < c * ‖x‖
hK : ∀ K > 0, ∃ x, ‖(T - μ • 1) x‖ < K * ‖x‖
C : 𝕜
hC : 1 < ‖C‖
ε : ℝ
hε : ε > 0
x : X
hx : ‖(T - μ • 1) x‖ < ε * ‖x‖
this : x ≠ 0
η : 𝕜
hη : η ≠ 0
h₁ : ‖η • x‖ < 1
h₂ : 1 / ‖C‖ ≤ ‖η • x‖
h₃ : ‖η‖⁻¹ ≤ 1⁻¹ * ‖C‖ * ‖x‖
⊢ ε * ‖η • x‖ ≤ ε

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup X
inst✝ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h : ∀ c > 0, ∃ x, ‖(T - μ • 1) x‖ < c * ‖x‖
hK : ∀ K > 0, ∃ x, ‖(T - μ • 1) x‖ < K * ‖x‖
C : 𝕜
hC : 1 < ‖C‖
ε : ℝ
hε : ε > 0
x : X
hx : ‖(T - μ • 1) x‖ < ε * ‖x‖
this : x ≠ 0
η : 𝕜
hη : η ≠ 0
h₁ : ‖η • x‖ < 1
h₂ : 1 / ‖C‖ ≤ ‖η • x‖
h₃ : ‖η‖⁻¹ ≤ 1⁻¹ * ‖C‖ * ‖x‖
⊢ ε * ‖η • x‖ ≤ ε
Module: Mathlib.Analysis.Distribution.TemperateGrowth

Goal state before:
pp: E : Type u_5
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : MeasurableSpace E
μ : Measure E
hμ : μ.HasTemperateGrowth
p : ℝ≥0
hp : ↑p ≠ 0
h_one_add : ∀ (x : E), 0 < 1 + ‖x‖
hp_pos : 0 < ↑p
l : ℕ
hl : Integrable (fun x ↦ (1 + ‖x‖) ^ (-↑l)) μ
k : ℕ := ⌈↑l / ↑p⌉₊
hlk : ↑l ≤ ↑k * ↑p
this : ∫⁻ (a : E), ‖(1 + ‖a‖) ^ (-(↑k * ↑p))‖ₑ ∂μ < ∞
x : E
⊢ ‖((1 + ‖x‖) ^ (-↑k)) ^ ↑p‖ₑ = ‖(1 + ‖x‖) ^ (-↑k)‖ₑ ^ ↑p

Tactic:
]

Goal state after:
E : Type u_5
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : MeasurableSpace E
μ : Measure E
hμ : μ.HasTemperateGrowth
p : ℝ≥0
hp : ↑p ≠ 0
h_one_add : ∀ (x : E), 0 < 1 + ‖x‖
hp_pos : 0 < ↑p
l : ℕ
hl : Integrable (fun x ↦ (1 + ‖x‖) ^ (-↑l)) μ
k : ℕ := ⌈↑l / ↑p⌉₊
hlk : ↑l ≤ ↑k * ↑p
this : ∫⁻ (a : E), ‖(1 + ‖a‖) ^ (-(↑k * ↑p))‖ₑ ∂μ < ∞
x : E
⊢ ‖((1 + ‖x‖) ^ (-↑k)) ^ ↑p‖ₑ = ‖(1 + ‖x‖) ^ (-↑k)‖ₑ ^ ↑p
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Eigenspace.Charpoly

Goal state before:
pp: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Free R M
inst✝ : Module.Finite R M
f : End R M
μ : R
⊢ (-1) ^ finrank R M * (f - μ • 1).charpoly.coeff 0 = 0 ↔ (charpoly f).IsRoot μ

Tactic:
]

Goal state after:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Free R M
inst✝ : Module.Finite R M
f : End R M
μ : R
⊢ (-1) ^ finrank R M * (f - μ • 1).charpoly.coeff 0 = 0 ↔ (charpoly f).IsRoot μ
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Eigenspace.Charpoly

Goal state before:
pp: K : Type u_3
V : Type u_4
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
inst✝ : Module.Finite K V
f : End K V
μ : K
⊢ (charpoly f).IsRoot μ ↔ (charpoly f).IsRoot μ

Tactic:
]

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

Goal state before:
pp: K : Type u_3
V : Type u_4
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
inst✝ : Module.Finite K V
f : End K V
h : (charpoly f).Splits
⊢ (charpoly f).roots.prod = (charpoly f).roots.prod

Tactic:
]

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

Goal state before:
pp: K : Type u_3
V : Type u_4
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
inst✝ : Module.Finite K V
f : End K V
h : (charpoly f).Splits
b : Basis (Free.ChooseBasisIndex K V) K V := Free.chooseBasis K V
⊢ (charpoly f).roots.sum = (charpoly f).roots.sum

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.Analysis.Distribution.TemperateGrowth

Goal state before:
pp: case h
E : Type u_5
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : MeasurableSpace E
μ : Measure E
hμ : μ.HasTemperateGrowth
p : ℝ≥0
hp : ↑p ≠ 0
h_one_add : ∀ (x : E), 0 < 1 + ‖x‖
hp_pos : 0 < ↑p
l : ℕ
hl : Integrable (fun x ↦ (1 + ‖x‖) ^ (-↑l)) μ
k : ℕ := ⌈↑l / ↑p⌉₊
hlk : ↑l ≤ ↑k * ↑p
x : E
⊢ (1 + ‖x‖) ^ (-(↑k * ↑p)) ≤ (1 + ‖x‖) ^ (-↑l)

Tactic:
]

Goal state after:
case h
E : Type u_5
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : MeasurableSpace E
μ : Measure E
hμ : μ.HasTemperateGrowth
p : ℝ≥0
hp : ↑p ≠ 0
h_one_add : ∀ (x : E), 0 < 1 + ‖x‖
hp_pos : 0 < ↑p
l : ℕ
hl : Integrable (fun x ↦ (1 + ‖x‖) ^ (-↑l)) μ
k : ℕ := ⌈↑l / ↑p⌉₊
hlk : ↑l ≤ ↑k * ↑p
x : E
⊢ (1 + ‖x‖) ^ (-(↑k * ↑p)) ≤ (1 + ‖x‖) ^ (-↑l)
Module: Mathlib.Data.Fin.Tuple.Sort

Goal state before:
pp: n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
⊢ Finset.univ.card = n

pp: case H
n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
⊢ Function.Injective fun i ↦ (f i, i)

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
⊢ Finset.univ.card = n

case H
n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
⊢ Function.Injective fun i ↦ (f i, i)
Module: Mathlib.Analysis.Normed.Operator.Compact.FredholmAlternative

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup X
inst✝ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h : ∀ c > 0, ∃ x, ‖(T - μ • 1) x‖ < c * ‖x‖
c : ℝ
hc₀ : c > 0
hc : ∀ ε > 0, ∃ x, ‖x‖ ≤ 1 ∧ c ≤ ‖x‖ ∧ ‖(T - μ • 1) x‖ < ε
φ : ℕ → ℝ
hφ_anti : StrictAnti φ
hφ_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < φ n
hφ : Tendsto φ atTop (𝓝 0)
x : ℕ → X
hx_norm_upper : ∀ (n : ℕ), ‖x n‖ ≤ 1
hx_norm_lower : ∀ (n : ℕ), c ≤ ‖x n‖
hx_bound : ∀ (n : ℕ), ‖(T - μ • 1) (x n)‖ < φ n
hx_lim : Tendsto (fun n ↦ (T - μ • 1) (x n)) atTop (𝓝 0)
y_ : ℕ → X := fun n ↦ T (x n)
K : Set X
hK : IsCompact K
hK' : ⇑↑T '' Metric.closedBall 0 1 ⊆ K
ψ : ℕ → ℕ
hψ : StrictMono ψ
hy_lim : Tendsto (fun n ↦ (T - μ • 1) (y_ n)) atTop (𝓝 0)
d : ℝ
hd₀ : d > 0
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, d ≤ ‖y_ n‖
hyK : 0 ∈ K
hψy : Tendsto (y_ ∘ ψ) atTop (𝓝 0)
hy_eigen' : (T - μ • 1) 0 = 0
this : False
⊢ False

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup X
inst✝ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h : ∀ c > 0, ∃ x, ‖(T - μ • 1) x‖ < c * ‖x‖
c : ℝ
hc₀ : c > 0
hc : ∀ ε > 0, ∃ x, ‖x‖ ≤ 1 ∧ c ≤ ‖x‖ ∧ ‖(T - μ • 1) x‖ < ε
φ : ℕ → ℝ
hφ_anti : StrictAnti φ
hφ_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < φ n
hφ : Tendsto φ atTop (𝓝 0)
x : ℕ → X
hx_norm_upper : ∀ (n : ℕ), ‖x n‖ ≤ 1
hx_norm_lower : ∀ (n : ℕ), c ≤ ‖x n‖
hx_bound : ∀ (n : ℕ), ‖(T - μ • 1) (x n)‖ < φ n
hx_lim : Tendsto (fun n ↦ (T - μ • 1) (x n)) atTop (𝓝 0)
y_ : ℕ → X := fun n ↦ T (x n)
K : Set X
hK : IsCompact K
hK' : ⇑↑T '' Metric.closedBall 0 1 ⊆ K
ψ : ℕ → ℕ
hψ : StrictMono ψ
hy_lim : Tendsto (fun n ↦ (T - μ • 1) (y_ n)) atTop (𝓝 0)
d : ℝ
hd₀ : d > 0
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, d ≤ ‖y_ n‖
hyK : 0 ∈ K
hψy : Tendsto (y_ ∘ ψ) atTop (𝓝 0)
hy_eigen' : (T - μ • 1) 0 = 0
this : False
⊢ False
Module: Mathlib.Data.Fin.Tuple.Sort

Goal state before:
pp: case H
n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
a₁✝ a₂✝ : Fin n
⊢ ((fun i ↦ (f i, i)) a₁✝).1 = ((fun i ↦ (f i, i)) a₂✝).1 ∧ ((fun i ↦ (f i, i)) a₁✝).2 = ((fun i ↦ (f i, i)) a₂✝).2 →
    a₁✝ = a₂✝

Tactic:
]

Goal state after:
case H
n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
a₁✝ a₂✝ : Fin n
⊢ ((fun i ↦ (f i, i)) a₁✝).1 = ((fun i ↦ (f i, i)) a₂✝).1 ∧ ((fun i ↦ (f i, i)) a₁✝).2 = ((fun i ↦ (f i, i)) a₂✝).2 →
    a₁✝ = a₂✝
Module: Mathlib.Data.Fin.Tuple.Sort

Goal state before:
pp: n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
⊢ Monotone (graph.proj ∘ ⇑(graphEquiv₂ f))

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
⊢ Monotone (graph.proj ∘ ⇑(graphEquiv₂ f))
Module: Mathlib.Data.Fin.Tuple.Sort

Goal state before:
pp: n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
⊢ Monotone (f ∘ ⇑(sort f))

Tactic:
rw [self_comp_sort]
  exact (monotone_proj f).comp (graphEquiv₂ f).monotone

Goal state after:
Module: Mathlib.Analysis.Normed.Operator.Compact.FredholmAlternative

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup X
inst✝ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h : ∀ c > 0, ∃ x, ‖(T - μ • 1) x‖ < c * ‖x‖
c : ℝ
hc₀ : c > 0
hc : ∀ ε > 0, ∃ x, ‖x‖ ≤ 1 ∧ c ≤ ‖x‖ ∧ ‖(T - μ • 1) x‖ < ε
φ : ℕ → ℝ
hφ_anti : StrictAnti φ
hφ_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < φ n
hφ : Tendsto φ atTop (𝓝 0)
x : ℕ → X
hx_norm_upper : ∀ (n : ℕ), ‖x n‖ ≤ 1
hx_norm_lower : ∀ (n : ℕ), c ≤ ‖x n‖
hx_bound : ∀ (n : ℕ), ‖(T - μ • 1) (x n)‖ < φ n
hx_lim : Tendsto (fun n ↦ (T - μ • 1) (x n)) atTop (𝓝 0)
y_ : ℕ → X := fun n ↦ T (x n)
K : Set X
hK : IsCompact K
hK' : ⇑↑T '' Metric.closedBall 0 1 ⊆ K
ψ : ℕ → ℕ
hψ : StrictMono ψ
hy_lim : Tendsto (fun n ↦ (T - μ • 1) (y_ n)) atTop (𝓝 0)
d : ℝ
hd₀ : d > 0
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, d ≤ ‖y_ n‖
hyK : 0 ∈ K
hψy : ∀ ε > 0, ∀ᶠ (x : ℕ) in atTop, ‖(y_ ∘ ψ) x‖ < ε
hy_eigen' : (T - μ • 1) 0 = 0
⊢ ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, False

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup X
inst✝ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h : ∀ c > 0, ∃ x, ‖(T - μ • 1) x‖ < c * ‖x‖
c : ℝ
hc₀ : c > 0
hc : ∀ ε > 0, ∃ x, ‖x‖ ≤ 1 ∧ c ≤ ‖x‖ ∧ ‖(T - μ • 1) x‖ < ε
φ : ℕ → ℝ
hφ_anti : StrictAnti φ
hφ_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < φ n
hφ : Tendsto φ atTop (𝓝 0)
x : ℕ → X
hx_norm_upper : ∀ (n : ℕ), ‖x n‖ ≤ 1
hx_norm_lower : ∀ (n : ℕ), c ≤ ‖x n‖
hx_bound : ∀ (n : ℕ), ‖(T - μ • 1) (x n)‖ < φ n
hx_lim : Tendsto (fun n ↦ (T - μ • 1) (x n)) atTop (𝓝 0)
y_ : ℕ → X := fun n ↦ T (x n)
K : Set X
hK : IsCompact K
hK' : ⇑↑T '' Metric.closedBall 0 1 ⊆ K
ψ : ℕ → ℕ
hψ : StrictMono ψ
hy_lim : Tendsto (fun n ↦ (T - μ • 1) (y_ n)) atTop (𝓝 0)
d : ℝ
hd₀ : d > 0
hd : ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, d ≤ ‖y_ n‖
hyK : 0 ∈ K
hψy : ∀ ε > 0, ∀ᶠ (x : ℕ) in atTop, ‖(y_ ∘ ψ) x‖ < ε
hy_eigen' : (T - μ • 1) 0 = 0
⊢ ∀ᶠ (n : ℕ) in atTop, False
Module: Mathlib.Data.Fin.Tuple.Sort

Goal state before:
pp: case mp
n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
σ : Equiv.Perm (Fin n)
h : σ = sort f
⊢ StrictMono ⇑((graphEquiv₂ f).trans (Equiv.refl ↥(graph f)))

Tactic:
]

Goal state after:
case mp
n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
σ : Equiv.Perm (Fin n)
h : σ = sort f
⊢ StrictMono ⇑((graphEquiv₂ f).trans (Equiv.refl ↥(graph f)))
Module: Mathlib.Data.Fin.Tuple.Sort

Goal state before:
pp: n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
σ : Equiv.Perm (Fin n)
⊢ StrictMono ⇑(Equiv.trans σ (graphEquiv₁ f)) ↔
    Monotone (f ∘ ⇑σ) ∧ ∀ (i j : Fin n), i < j → f (σ i) = f (σ j) → σ i < σ j

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
σ : Equiv.Perm (Fin n)
⊢ StrictMono ⇑(Equiv.trans σ (graphEquiv₁ f)) ↔
    Monotone (f ∘ ⇑σ) ∧ ∀ (i j : Fin n), i < j → f (σ i) = f (σ j) → σ i < σ j
Module: Mathlib.Data.Fin.Tuple.Sort

Goal state before:
pp: n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
⊢ (Monotone f ∧ ∀ (i j : Fin n), i < j → f (id i) = f (id j) → id i < id j) ↔ Monotone f

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
⊢ (Monotone f ∧ ∀ (i j : Fin n), i < j → f (id i) = f (id j) → id i < id j) ↔ Monotone f
Module: Mathlib.Data.Fin.Tuple.Sort

Goal state before:
pp: n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
σ : Equiv.Perm (Fin n)
⊢ f ∘ ⇑(σ * sort (f ∘ ⇑σ)) = f ∘ ⇑(sort f)

Tactic:
]

Goal state after:
n : ℕ
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrder α
f : Fin n → α
σ : Equiv.Perm (Fin n)
⊢ f ∘ ⇑(σ * sort (f ∘ ⇑σ)) = f ∘ ⇑(sort f)
Module: Mathlib.Data.Fin.Tuple.Sort

Goal state before:
pp: n : ℕ
σ : Perm (Fin n)
⊢ σ⁻¹ = Equiv.refl (Fin n) ↔ σ⁻¹ = Equiv.refl (Fin n)

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.Analysis.Matrix.Hermitian

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
n : Type u_3
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : RCLike 𝕜
h : A.IsHermitian
i : n
⊢ A i i = A i i

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.Analysis.Normed.Operator.Compact.FredholmAlternative

Goal state before:
pp: case succ
𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup X
inst✝ : NormedSpace 𝕜 X
S : End 𝕜 X
hS_not_surj : ¬Function.Surjective ⇑S
hS_anti : Topology.IsClosedEmbedding ⇑S
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖
R : ℝ
hR : ‖c‖ < R
V : ℕ → Submodule 𝕜 X := fun n ↦ (LinearMap.iterateRange S) n
hV_succ : ∀ (n : ℕ), V (n + 1) = Submodule.map S (V n)
n : ℕ
ih : IsClosed ↑(V n)
⊢ IsClosed ↑(Submodule.map S (V n))

Tactic:
]

Goal state after:
case succ
𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup X
inst✝ : NormedSpace 𝕜 X
S : End 𝕜 X
hS_not_surj : ¬Function.Surjective ⇑S
hS_anti : Topology.IsClosedEmbedding ⇑S
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖
R : ℝ
hR : ‖c‖ < R
V : ℕ → Submodule 𝕜 X := fun n ↦ (LinearMap.iterateRange S) n
hV_succ : ∀ (n : ℕ), V (n + 1) = Submodule.map S (V n)
n : ℕ
ih : IsClosed ↑(V n)
⊢ IsClosed ↑(Submodule.map S (V n))
Module: Mathlib.Analysis.Matrix.Hermitian

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
n : Type u_3
A : Matrix n n 𝕜
inst✝⁴ : RCLike 𝕜
inst✝³ : Fintype n
inst✝² : DecidableEq n
E : Type u_4
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : InnerProductSpace 𝕜 E
b : OrthonormalBasis n 𝕜 E
this : FiniteDimensional 𝕜 E
h : A.IsHermitian
x✝¹ x✝ : E
⊢ inner 𝕜 (((toLin b.toBasis b.toBasis) A) x✝¹) x✝ = inner 𝕜 (((toLin b.toBasis b.toBasis) A) x✝¹) x✝

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.Analysis.Matrix.Hermitian

Goal state before:
pp: n : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁴ : Fintype n
inst✝³ : DecidableEq n
inst✝² : RCLike 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : InnerProductSpace 𝕜 E
f : E →ₗ[𝕜] E
b : OrthonormalBasis n 𝕜 E
⊢ f.IsSymmetric ↔ f.IsSymmetric

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.Analysis.Normed.Operator.Compact.FredholmAlternative

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup X
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
inst✝ : CompleteSpace X
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h₁ : ¬HasEigenvalue (↑T) μ
h₂ : ¬Function.Bijective ⇑(-((algebraMap 𝕜 (X →L[𝕜] X)) μ - T))
S : X →L[𝕜] X := T - μ • 1
K : NNReal
hK : AntilipschitzWith K ⇑S
⊢ ¬Function.Bijective ⇑S

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup X
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
inst✝ : CompleteSpace X
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h₁ : ¬HasEigenvalue (↑T) μ
h₂ : ¬Function.Bijective ⇑(-((algebraMap 𝕜 (X →L[𝕜] X)) μ - T))
S : X →L[𝕜] X := T - μ • 1
K : NNReal
hK : AntilipschitzWith K ⇑S
⊢ ¬Function.Bijective ⇑S
Module: Mathlib.Analysis.Normed.Operator.Compact.FredholmAlternative

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup X
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
inst✝ : CompleteSpace X
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h₁ : ¬HasEigenvalue (↑T) μ
S : X →L[𝕜] X := T - μ • 1
K : NNReal
hK : AntilipschitzWith K ⇑S
h₂ : ¬Function.Surjective ⇑S
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖
f : ℕ → X
hf_norm_lower : ∀ (n : ℕ), 1 ≤ ‖f n‖
hf_norm_upper : ∀ (n : ℕ), ‖f n‖ ≤ ‖c‖ + 1
hf_far : ∀ (n : ℕ), ∀ y ∈ LinearMap.range (↑S ^ (n + 1)), 1 ≤ ‖f n - y‖
hf_mem : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → f n ∈ (↑S ^ m).range
n m : ℕ
h : m ≤ n
⊢ S (f n) ∈ Submodule.map (↑S) (LinearMap.range (↑S ^ m))

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup X
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
inst✝ : CompleteSpace X
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h₁ : ¬HasEigenvalue (↑T) μ
S : X →L[𝕜] X := T - μ • 1
K : NNReal
hK : AntilipschitzWith K ⇑S
h₂ : ¬Function.Surjective ⇑S
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖
f : ℕ → X
hf_norm_lower : ∀ (n : ℕ), 1 ≤ ‖f n‖
hf_norm_upper : ∀ (n : ℕ), ‖f n‖ ≤ ‖c‖ + 1
hf_far : ∀ (n : ℕ), ∀ y ∈ LinearMap.range (↑S ^ (n + 1)), 1 ≤ ‖f n - y‖
hf_mem : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → f n ∈ (↑S ^ m).range
n m : ℕ
h : m ≤ n
⊢ S (f n) ∈ Submodule.map (↑S) (LinearMap.range (↑S ^ m))
Module: Mathlib.Analysis.Normed.Operator.Compact.FredholmAlternative

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup X
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
inst✝ : CompleteSpace X
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h₁ : ¬HasEigenvalue (↑T) μ
S : X →L[𝕜] X := T - μ • 1
K : NNReal
hK : AntilipschitzWith K ⇑S
h₂ : ¬Function.Surjective ⇑S
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖
f : ℕ → X
hf_norm_lower : ∀ (n : ℕ), 1 ≤ ‖f n‖
hf_norm_upper : ∀ (n : ℕ), ‖f n‖ ≤ ‖c‖ + 1
hf_far : ∀ (n : ℕ), ∀ y ∈ LinearMap.range (↑S ^ (n + 1)), 1 ≤ ‖f n - y‖
hf_mem : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → f n ∈ (↑S ^ m).range
hf_mem' : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → S (f n) ∈ (↑S ^ (m + 1)).range
this : Std.Symm fun x₁ x₂ ↦ ‖μ‖ ≤ ‖T (f x₁) - T (f x₂)‖
m n : ℕ
hmn : m < n
u : X := μ⁻¹ • (S (f n) - S (f m) + μ • f n)
⊢ μ • f m - (S (f n) - S (f m) + μ • f n) = T (f m) - T (f n)

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup X
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
inst✝ : CompleteSpace X
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h₁ : ¬HasEigenvalue (↑T) μ
S : X →L[𝕜] X := T - μ • 1
K : NNReal
hK : AntilipschitzWith K ⇑S
h₂ : ¬Function.Surjective ⇑S
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖
f : ℕ → X
hf_norm_lower : ∀ (n : ℕ), 1 ≤ ‖f n‖
hf_norm_upper : ∀ (n : ℕ), ‖f n‖ ≤ ‖c‖ + 1
hf_far : ∀ (n : ℕ), ∀ y ∈ LinearMap.range (↑S ^ (n + 1)), 1 ≤ ‖f n - y‖
hf_mem : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → f n ∈ (↑S ^ m).range
hf_mem' : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → S (f n) ∈ (↑S ^ (m + 1)).range
this : Std.Symm fun x₁ x₂ ↦ ‖μ‖ ≤ ‖T (f x₁) - T (f x₂)‖
m n : ℕ
hmn : m < n
u : X := μ⁻¹ • (S (f n) - S (f m) + μ • f n)
⊢ μ • f m - (S (f n) - S (f m) + μ • f n) = T (f m) - T (f n)
Module: Mathlib.Analysis.Matrix.Spectrum

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
⊢ (⇑(algebraMap ℝ 𝕜) ⁻¹' spectrum 𝕜 A).Finite

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
⊢ (⇑(algebraMap ℝ 𝕜) ⁻¹' spectrum 𝕜 A).Finite
Module: Mathlib.Analysis.Matrix.Spectrum

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
i : n
⊢ (algebraMap ℝ 𝕜) (hA.eigenvalues i) ∈ spectrum 𝕜 ((toLpLin 2 2) A)

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
i : n
⊢ (algebraMap ℝ 𝕜) (hA.eigenvalues i) ∈ spectrum 𝕜 ((toLpLin 2 2) A)
Module: Mathlib.Analysis.Matrix.Spectrum

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
j : n
⊢ Pi.single j 1 = Pi.single j 1

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.Analysis.Matrix.Spectrum

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
⊢ A = ((conjStarAlgAut 𝕜 (Matrix n n 𝕜)) (hA.eigenvectorUnitary * star hA.eigenvectorUnitary)) A

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
⊢ A = ((conjStarAlgAut 𝕜 (Matrix n n 𝕜)) (hA.eigenvectorUnitary * star hA.eigenvectorUnitary)) A
Module: Mathlib.Analysis.Matrix.Spectrum

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
i : n
⊢ hA.eigenvalues i = RCLike.re (A *ᵥ (hA.eigenvectorBasis i).ofLp ⬝ᵥ star (hA.eigenvectorBasis i).ofLp)

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
i : n
⊢ hA.eigenvalues i = RCLike.re (A *ᵥ (hA.eigenvectorBasis i).ofLp ⬝ᵥ star (hA.eigenvectorBasis i).ofLp)
Module: Mathlib.Analysis.Normed.Operator.Compact.FredholmAlternative

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup X
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
inst✝ : CompleteSpace X
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h₁ : ¬HasEigenvalue (↑T) μ
S : X →L[𝕜] X := T - μ • 1
K : NNReal
hK : AntilipschitzWith K ⇑S
h₂ : ¬Function.Surjective ⇑S
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖
f : ℕ → X
hf_norm_lower : ∀ (n : ℕ), 1 ≤ ‖f n‖
hf_norm_upper : ∀ (n : ℕ), ‖f n‖ ≤ ‖c‖ + 1
hf_far : ∀ (n : ℕ), ∀ y ∈ LinearMap.range (↑S ^ (n + 1)), 1 ≤ ‖f n - y‖
hf_mem : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → f n ∈ (↑S ^ m).range
hf_mem' : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → S (f n) ∈ (↑S ^ (m + 1)).range
this✝ : Std.Symm fun x₁ x₂ ↦ ‖μ‖ ≤ ‖T (f x₁) - T (f x₂)‖
m n : ℕ
hmn : m < n
u : X := μ⁻¹ • (S (f n) - S (f m) + μ • f n)
hu : μ • (f m - u) = T (f m) - T (f n)
this : u ∈ (↑S ^ (m + 1)).range
⊢ ‖μ‖ ≤ ‖μ‖

Tactic:
]

Goal state after:
Module: Mathlib.Analysis.Normed.Operator.Compact.FredholmAlternative

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup X
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
inst✝ : CompleteSpace X
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h₁ : ¬HasEigenvalue (↑T) μ
S : X →L[𝕜] X := T - μ • 1
K✝ : NNReal
hK✝ : AntilipschitzWith K✝ ⇑S
h₂ : ¬Function.Surjective ⇑S
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖
f : ℕ → X
hf_norm_lower : ∀ (n : ℕ), 1 ≤ ‖f n‖
hf_norm_upper : ∀ (n : ℕ), ‖f n‖ ≤ ‖c‖ + 1
hf_far : ∀ (n : ℕ), ∀ y ∈ LinearMap.range (↑S ^ (n + 1)), 1 ≤ ‖f n - y‖
hf_mem : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → f n ∈ (↑S ^ m).range
hf_mem' : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → S (f n) ∈ (↑S ^ (m + 1)).range
hp : Pairwise fun x₁ x₂ ↦ ‖μ‖ ≤ ‖T (f x₁) - T (f x₂)‖
K : Set X
hK : IsCompact K
hK' : ⇑↑T '' Metric.closedBall 0 (‖c‖ + 1) ⊆ K
y : X
hyK : y ∈ K
ψ : ℕ → ℕ
hψ : StrictMono ψ
hψy : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, dist (((fun n ↦ ↑T (f n)) ∘ ψ) n) (((fun n ↦ ↑T (f n)) ∘ ψ) N) < ε
⊢ False

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
X : Type u_2
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup X
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 X
T : X →L[𝕜] X
μ : 𝕜
inst✝ : CompleteSpace X
hT : IsCompactOperator ⇑T
hμ : μ ≠ 0
h₁ : ¬HasEigenvalue (↑T) μ
S : X →L[𝕜] X := T - μ • 1
K✝ : NNReal
hK✝ : AntilipschitzWith K✝ ⇑S
h₂ : ¬Function.Surjective ⇑S
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖
f : ℕ → X
hf_norm_lower : ∀ (n : ℕ), 1 ≤ ‖f n‖
hf_norm_upper : ∀ (n : ℕ), ‖f n‖ ≤ ‖c‖ + 1
hf_far : ∀ (n : ℕ), ∀ y ∈ LinearMap.range (↑S ^ (n + 1)), 1 ≤ ‖f n - y‖
hf_mem : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → f n ∈ (↑S ^ m).range
hf_mem' : ∀ {n m : ℕ}, m ≤ n → S (f n) ∈ (↑S ^ (m + 1)).range
hp : Pairwise fun x₁ x₂ ↦ ‖μ‖ ≤ ‖T (f x₁) - T (f x₂)‖
K : Set X
hK : IsCompact K
hK' : ⇑↑T '' Metric.closedBall 0 (‖c‖ + 1) ⊆ K
y : X
hyK : y ∈ K
ψ : ℕ → ℕ
hψ : StrictMono ψ
hψy : ∀ ε > 0, ∃ N, ∀ n ≥ N, dist (((fun n ↦ ↑T (f n)) ∘ ψ) n) (((fun n ↦ ↑T (f n)) ∘ ψ) N) < ε
⊢ False
Module: Mathlib.Analysis.Matrix.Spectrum

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
⊢ (Finset.univ.val.bind fun i ↦ (Polynomial.X - Polynomial.C ↑(hA.eigenvalues i)).roots) =
    Multiset.map (RCLike.ofReal ∘ hA.eigenvalues) Finset.univ.val

pp: case a
𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
⊢ ∏ i, (Polynomial.X - Polynomial.C ↑(hA.eigenvalues i)) ≠ 0

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
⊢ (Finset.univ.val.bind fun i ↦ (Polynomial.X - Polynomial.C ↑(hA.eigenvalues i)).roots) =
    Multiset.map (RCLike.ofReal ∘ hA.eigenvalues) Finset.univ.val

case a
𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
⊢ ∏ i, (Polynomial.X - Polynomial.C ↑(hA.eigenvalues i)) ≠ 0
Module: Mathlib.Analysis.Matrix.Spectrum

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
⊢ Multiset.map (RCLike.ofReal ∘ hA.eigenvalues) Finset.univ.val =
    Multiset.map (RCLike.ofReal ∘ hA.eigenvalues₀) Finset.univ.val

Tactic:
]

Goal state after:
𝕜 : Type u_1
inst✝² : RCLike 𝕜
n : Type u_2
inst✝¹ : Fintype n
A : Matrix n n 𝕜
inst✝ : DecidableEq n
hA : A.IsHermitian
⊢ Multiset.map (RCLike.ofReal ∘ hA.eigenvalues) Finset.univ.val =
    Multiset.map (RCLike.ofReal ∘ hA.eigenvalues₀) Finset.univ.val