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

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ i y1 ^ p ^ n2 * i (y2 ^ p ^ n1) = (x1 * x2) ^ p ^ (n1 + n2)

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ i y1 ^ p ^ n2 * i y2 ^ p ^ n1 = (x1 * x2) ^ p ^ (n1 + n2)
Module: Mathlib.FieldTheory.IsPerfectClosure

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ x1 ^ p ^ (n1 + n2) * x2 ^ p ^ (n2 + n1) = (x1 * x2) ^ p ^ (n1 + n2)

Tactic:
add_comm n2,

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ x1 ^ p ^ (n1 + n2) * x2 ^ p ^ (n1 + n2) = (x1 * x2) ^ p ^ (n1 + n2)
Module: Mathlib.FieldTheory.PerfectClosure

Goal state before:
pp: case mpr
K : Type u
inst✝² : CommRing K
p : ℕ
inst✝¹ : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : CharP K p
m : ℕ
x : K
n : ℕ
y : K
z : ℕ
H : (⇑(frobenius K p))^[n + z] x = (⇑(frobenius K p))^[m + z] y
⊢ mk K p (n + (z + m), (⇑(frobenius K p))^[m + z] y) = mk K p (m + z + n, (⇑(frobenius K p))^[m + z] y)

Tactic:
add_comm,

Goal state after:
case mpr
K : Type u
inst✝² : CommRing K
p : ℕ
inst✝¹ : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : CharP K p
m : ℕ
x : K
n : ℕ
y : K
z : ℕ
H : (⇑(frobenius K p))^[n + z] x = (⇑(frobenius K p))^[m + z] y
⊢ mk K p (z + m + n, (⇑(frobenius K p))^[m + z] y) = mk K p (m + z + n, (⇑(frobenius K p))^[m + z] y)
Module: Mathlib.FieldTheory.IsPerfectClosure

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ (iterateFrobeniusEquiv M p (n1 + n2)).symm (j (y1 ^ p ^ n2) * j (y2 ^ p ^ n1)) =
    (iterateFrobeniusEquiv M p n1).symm (j y1) * (iterateFrobeniusEquiv M p n2).symm (j y2)

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ (iterateFrobeniusEquiv M p (n1 + n2)).symm (j y1 ^ p ^ n2 * j (y2 ^ p ^ n1)) =
    (iterateFrobeniusEquiv M p n1).symm (j y1) * (iterateFrobeniusEquiv M p n2).symm (j y2)
Module: Mathlib.FieldTheory.IsPerfectClosure

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ (iterateFrobeniusEquiv M p (n1 + n2)).symm (j y1 ^ p ^ n2 * j (y2 ^ p ^ n1)) =
    (iterateFrobeniusEquiv M p n1).symm (j y1) * (iterateFrobeniusEquiv M p n2).symm (j y2)

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ (iterateFrobeniusEquiv M p (n1 + n2)).symm (j y1 ^ p ^ n2 * j y2 ^ p ^ n1) =
    (iterateFrobeniusEquiv M p n1).symm (j y1) * (iterateFrobeniusEquiv M p n2).symm (j y2)
Module: Mathlib.FieldTheory.Galois.Profinite

Goal state before:
pp: k : Type u_3
K : Type u_4
inst✝³ : Field k
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra k K
inst✝ : IsGalois k K
⊢ ∀ (A : Set Gal(K/k)), (∃ L, ↑L.fixingSubgroup ⊆ A) → (fun a ↦ (mulEquivToLimit k K).toEquiv a) '' A ∈ nhds 1

Tactic:
intro H

Goal state after:
k : Type u_3
K : Type u_4
inst✝³ : Field k
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra k K
inst✝ : IsGalois k K
H : Set Gal(K/k)
⊢ (∃ L, ↑L.fixingSubgroup ⊆ H) → (fun a ↦ (mulEquivToLimit k K).toEquiv a) '' H ∈ nhds 1
Module: Mathlib.FieldTheory.IsPerfectClosure

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ i (y1 ^ p ^ n2) + i (y2 ^ p ^ n1) = (x1 + x2) ^ p ^ (n1 + n2)

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ i y1 ^ p ^ n2 + i (y2 ^ p ^ n1) = (x1 + x2) ^ p ^ (n1 + n2)
Module: Mathlib.FieldTheory.IsPerfectClosure

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ i y1 ^ p ^ n2 + i (y2 ^ p ^ n1) = (x1 + x2) ^ p ^ (n1 + n2)

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ i y1 ^ p ^ n2 + i y2 ^ p ^ n1 = (x1 + x2) ^ p ^ (n1 + n2)
Module: Mathlib.FieldTheory.PerfectClosure

Goal state before:
pp: case mp
K : Type u
inst✝² : CommRing K
p : ℕ
inst✝¹ : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : CharP K p
x y : ℕ
⊢ ↑x = ↑y → ↑x = ↑y

Tactic:
intro H

Goal state after:
case mp
K : Type u
inst✝² : CommRing K
p : ℕ
inst✝¹ : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : CharP K p
x y : ℕ
H : ↑x = ↑y
⊢ ↑x = ↑y
Module: Mathlib.FieldTheory.PerfectClosure

Goal state before:
pp: case mpr
K : Type u
inst✝² : CommRing K
p : ℕ
inst✝¹ : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : CharP K p
x y : ℕ
⊢ ↑x = ↑y → ↑x = ↑y

Tactic:
intro H

Goal state after:
case mpr
K : Type u
inst✝² : CommRing K
p : ℕ
inst✝¹ : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : CharP K p
x y : ℕ
H : ↑x = ↑y
⊢ ↑x = ↑y
Module: Mathlib.FieldTheory.IsPerfectClosure

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ x1 ^ p ^ (n1 + n2) + x2 ^ p ^ (n2 + n1) = (x1 + x2) ^ p ^ (n1 + n2)

Tactic:
add_comm n2,

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ x1 ^ p ^ (n1 + n2) + x2 ^ p ^ (n1 + n2) = (x1 + x2) ^ p ^ (n1 + n2)
Module: Mathlib.FieldTheory.IsPerfectClosure

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ (iterateFrobeniusEquiv M p (n1 + n2)).symm (j (y1 ^ p ^ n2) + j (y2 ^ p ^ n1)) =
    (iterateFrobeniusEquiv M p n1).symm (j y1) + (iterateFrobeniusEquiv M p n2).symm (j y2)

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ (iterateFrobeniusEquiv M p (n1 + n2)).symm (j y1 ^ p ^ n2 + j (y2 ^ p ^ n1)) =
    (iterateFrobeniusEquiv M p n1).symm (j y1) + (iterateFrobeniusEquiv M p n2).symm (j y2)
Module: Mathlib.FieldTheory.IsPerfectClosure

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ (iterateFrobeniusEquiv M p (n1 + n2)).symm (j y1 ^ p ^ n2 + j (y2 ^ p ^ n1)) =
    (iterateFrobeniusEquiv M p n1).symm (j y1) + (iterateFrobeniusEquiv M p n2).symm (j y2)

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : CommRing L
inst✝⁶ : CommRing M
inst✝⁵ : CommRing N
i : K →+* L
j : K →+* M
k : K →+* N
f : L →+* M
g : L →+* N
p : ℕ
inst✝⁴ : ExpChar M p
inst✝³ : ExpChar K p
inst✝² : PerfectRing M p
inst✝¹ : IsPRadical i p
inst✝ : ExpChar L p
x1 x2 : L
n1 : ℕ
y1 : K
h1 : i y1 = x1 ^ p ^ n1
n2 : ℕ
y2 : K
h2 : i y2 = x2 ^ p ^ n2
⊢ (iterateFrobeniusEquiv M p (n1 + n2)).symm (j y1 ^ p ^ n2 + j y2 ^ p ^ n1) =
    (iterateFrobeniusEquiv M p n1).symm (j y1) + (iterateFrobeniusEquiv M p n2).symm (j y2)
Module: Mathlib.FieldTheory.IsPerfectClosure

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝² : CommRing K
p : ℕ
inst✝¹ : Fact (Nat.Prime p)
inst✝ : CharP K p
x✝ : PerfectClosure K p
x : ℕ × K
⊢ (of K p) x.2 = mk K p x ^ p ^ x.1

Tactic:
by
    rw [← iterate_frobenius, iterate_frobenius_mk K p x.1 x.2]

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.PerfectClosure

Goal state before:
pp: case mk.mk
K : Type u
inst✝⁵ : CommRing K
p : ℕ
inst✝⁴ : Fact (Nat.Prime p)
inst✝³ : CharP K p
L : Type v
inst✝² : CommSemiring L
inst✝¹ : CharP L p
inst✝ : PerfectRing L p
f : K →+* L
x✝ : PerfectClosure K p
n : ℕ
x : K
y✝ : PerfectClosure K p
m : ℕ
y : K
this : ∀ (n : ℕ), LeftInverse (⇑(frobeniusEquiv L p).symm)^[n] (⇑(frobenius L p))^[n]
⊢ (⇑(frobeniusEquiv L p).symm)^[n] (f x) * (⇑(frobeniusEquiv L p).symm)^[n + m] ((⇑(frobenius L p))^[n] (f y)) =
    (⇑(frobeniusEquiv L p).symm)^[n] (f x) * (⇑(frobeniusEquiv L p).symm)^[m] (f y)

Tactic:
add_comm,

Goal state after:
case mk.mk
K : Type u
inst✝⁵ : CommRing K
p : ℕ
inst✝⁴ : Fact (Nat.Prime p)
inst✝³ : CharP K p
L : Type v
inst✝² : CommSemiring L
inst✝¹ : CharP L p
inst✝ : PerfectRing L p
f : K →+* L
x✝ : PerfectClosure K p
n : ℕ
x : K
y✝ : PerfectClosure K p
m : ℕ
y : K
this : ∀ (n : ℕ), LeftInverse (⇑(frobeniusEquiv L p).symm)^[n] (⇑(frobenius L p))^[n]
⊢ (⇑(frobeniusEquiv L p).symm)^[n] (f x) * (⇑(frobeniusEquiv L p).symm)^[m + n] ((⇑(frobenius L p))^[n] (f y)) =
    (⇑(frobeniusEquiv L p).symm)^[n] (f x) * (⇑(frobeniusEquiv L p).symm)^[m] (f y)
Module: Mathlib.FieldTheory.KummerExtension

Goal state before:
pp: K : Type u
inst✝ : Field K
n : ℕ
hζ : (primitiveRoots n K).Nonempty
a : K
H : Irreducible (X ^ n - C a)
η : ↥(rootsOfUnity n K)
this : ↑↑η ^ n = 1
⊢ (aeval (↑↑η • root (X ^ n - C a))) (X ^ n) - (aeval (↑↑η • root (X ^ n - C a))) (C a) = 0

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
K : Type u
inst✝ : Field K
n : ℕ
hζ : (primitiveRoots n K).Nonempty
a : K
H : Irreducible (X ^ n - C a)
η : ↥(rootsOfUnity n K)
this : ↑↑η ^ n = 1
⊢ (aeval (↑↑η • root (X ^ n - C a))) X ^ n - (aeval (↑↑η • root (X ^ n - C a))) (C a) = 0
Module: Mathlib.FieldTheory.NormalizedTrace

Goal state before:
pp: F : Type u_3
E : Type u_4
K : Type u_5
inst✝¹⁰ : Field F
inst✝⁹ : Field E
inst✝⁸ : Field K
inst✝⁷ : Algebra F E
inst✝⁶ : Algebra E K
inst✝⁵ : Algebra F K
inst✝⁴ : IsScalarTower F E K
inst✝³ : Algebra.IsIntegral F K
inst✝² : CharZero F
inst✝¹ : CharZero E
inst✝ : Algebra.IsIntegral E K
a : K
h : minpoly E a ∈ Polynomial.lifts (algebraMap F E)
ha : IsIntegral F a
⊢ (algebraMap F E) ((normalizedTrace F K) a) = (normalizedTrace E K) a

Tactic:
simp [normalizedTrace_minpoly F a, normalizedTrace_minpoly E a, ← minpoly.map_algebraMap ha h,
    (minpoly F a).nextCoeff_map_eq, map_mul, map_neg]

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.NormalizedTrace

Goal state before:
pp: F : Type u_3
E : Type u_4
K : Type u_5
inst✝¹² : Field F
inst✝¹¹ : Field E
inst✝¹⁰ : Field K
inst✝⁹ : Algebra F E
inst✝⁸ : Algebra E K
inst✝⁷ : Algebra F K
inst✝⁶ : IsScalarTower F E K
inst✝⁵ : Algebra.IsIntegral F E
inst✝⁴ : Algebra.IsIntegral F K
inst✝³ : CharZero F
inst✝² : FiniteDimensional F E
inst✝¹ : Algebra.IsIntegral E K
inst✝ : CharZero E
a : K
this : FiniteDimensional E ↥E⟮a⟯
⊢ (↑(Module.finrank F ↥E⟮a⟯))⁻¹ • (trace F ↥E⟮a⟯) (AdjoinSimple.gen E a) = (normalizedTrace F K) a

Tactic:
eq_comm

Goal state after:
F : Type u_3
E : Type u_4
K : Type u_5
inst✝¹² : Field F
inst✝¹¹ : Field E
inst✝¹⁰ : Field K
inst✝⁹ : Algebra F E
inst✝⁸ : Algebra E K
inst✝⁷ : Algebra F K
inst✝⁶ : IsScalarTower F E K
inst✝⁵ : Algebra.IsIntegral F E
inst✝⁴ : Algebra.IsIntegral F K
inst✝³ : CharZero F
inst✝² : FiniteDimensional F E
inst✝¹ : Algebra.IsIntegral E K
inst✝ : CharZero E
a : K
this : FiniteDimensional E ↥E⟮a⟯
⊢ (normalizedTrace F K) a = (↑(Module.finrank F ↥E⟮a⟯))⁻¹ • (trace F ↥E⟮a⟯) (AdjoinSimple.gen E a)
Module: Mathlib.FieldTheory.PurelyInseparable.Exponent

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Algebra K L
inst✝ : IsPurelyInseparable K L
a : L
this : (aeval a) (X ^ ringExpChar K ^ elemExponent K a) - (algebraMap K L) (elemReduct K a) = 0
⊢ (algebraMap K L) (elemReduct K a) = a ^ ringExpChar K ^ elemExponent K a

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Algebra K L
inst✝ : IsPurelyInseparable K L
a : L
this : (aeval a) X ^ ringExpChar K ^ elemExponent K a - (algebraMap K L) (elemReduct K a) = 0
⊢ (algebraMap K L) (elemReduct K a) = a ^ ringExpChar K ^ elemExponent K a
Module: Mathlib.FieldTheory.PurelyInseparable.Exponent

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Algebra K L
inst✝ : IsPurelyInseparable K L
a : L
this : a ^ ringExpChar K ^ elemExponent K a = (algebraMap K L) (elemReduct K a)
⊢ (algebraMap K L) (elemReduct K a) = a ^ ringExpChar K ^ elemExponent K a

Tactic:
eq_comm

Goal state after:
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Algebra K L
inst✝ : IsPurelyInseparable K L
a : L
this : (algebraMap K L) (elemReduct K a) = a ^ ringExpChar K ^ elemExponent K a
⊢ (algebraMap K L) (elemReduct K a) = a ^ ringExpChar K ^ elemExponent K a
Module: Mathlib.FieldTheory.PurelyInseparable.Exponent

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Algebra K L
inst✝ : IsPurelyInseparable K L
a : L
n : ℕ
h : a ^ ringExpChar K ^ n ∈ (algebraMap K L).range
p : ℕ
h✝ : ExpChar K p
hp : Nat.Prime p
hchar✝ : CharP K p
y : K
hy : (algebraMap K L) y = a ^ ringExpChar K ^ n
f : K[X] := X ^ ringExpChar K ^ n - C y
⊢ a ^ ringExpChar K ^ n = (algebraMap K L) y

Tactic:
eq_comm

Goal state after:
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Algebra K L
inst✝ : IsPurelyInseparable K L
a : L
n : ℕ
h : a ^ ringExpChar K ^ n ∈ (algebraMap K L).range
p : ℕ
h✝ : ExpChar K p
hp : Nat.Prime p
hchar✝ : CharP K p
y : K
hy : (algebraMap K L) y = a ^ ringExpChar K ^ n
f : K[X] := X ^ ringExpChar K ^ n - C y
⊢ (algebraMap K L) y = a ^ ringExpChar K ^ n
Module: Mathlib.FieldTheory.PurelyInseparable.Exponent

Goal state before:
pp: case prime
F : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : Field L
inst✝² : Algebra K L
inst✝¹ : IsPurelyInseparable K L
inst✝ : FiniteDimensional K L
p : ℕ
h✝ : ExpChar K p
hp : Nat.Prime p
hchar✝ : CharP K p
e : ℕ := Nat.log (ringExpChar K) (Module.finrank K L)
a : L
h_elemexp_bound : ∀ (a : L), elemExponent K a ≤ e
⊢ (algebraMap K L) (elemReduct K a ^ ringExpChar K ^ (e - elemExponent K a)) = a ^ ringExpChar K ^ e

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
case prime
F : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : Field L
inst✝² : Algebra K L
inst✝¹ : IsPurelyInseparable K L
inst✝ : FiniteDimensional K L
p : ℕ
h✝ : ExpChar K p
hp : Nat.Prime p
hchar✝ : CharP K p
e : ℕ := Nat.log (ringExpChar K) (Module.finrank K L)
a : L
h_elemexp_bound : ∀ (a : L), elemExponent K a ≤ e
⊢ (algebraMap K L) (elemReduct K a) ^ ringExpChar K ^ (e - elemExponent K a) = a ^ ringExpChar K ^ e
Module: Mathlib.FieldTheory.PurelyInseparable.Exponent

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : Field L
inst✝² : Algebra K L
inst✝¹ : HasExponent K L
p : ℕ
inst✝ : ExpChar K p
n : ℕ
hn : exponent K L ≤ n
a : L
⊢ (algebraMap K L) (elemReduct K a ^ p ^ (n - elemExponent K a)) = a ^ p ^ n

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : Field L
inst✝² : Algebra K L
inst✝¹ : HasExponent K L
p : ℕ
inst✝ : ExpChar K p
n : ℕ
hn : exponent K L ≤ n
a : L
⊢ (algebraMap K L) (elemReduct K a) ^ p ^ (n - elemExponent K a) = a ^ p ^ n
Module: Mathlib.FieldTheory.PurelyInseparable.Exponent

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : Field L
inst✝² : Algebra K L
inst✝¹ : HasExponent K L
p : ℕ
inst✝ : ExpChar K p
n : ℕ
hn : exponent K L ≤ n
a : K
⊢ (algebraMap K L) ((iterateFrobenius K L p hn) ((algebraMap K L) a)) = (algebraMap K L) (a ^ p ^ n)

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : Field L
inst✝² : Algebra K L
inst✝¹ : HasExponent K L
p : ℕ
inst✝ : ExpChar K p
n : ℕ
hn : exponent K L ≤ n
a : K
⊢ (algebraMap K L) ((iterateFrobenius K L p hn) ((algebraMap K L) a)) = (algebraMap K L) a ^ p ^ n
Module: Mathlib.FieldTheory.PurelyInseparable.Exponent

Goal state before:
pp: F : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : Field K
inst✝⁸ : Field L
inst✝⁷ : Algebra K L
inst✝⁶ : HasExponent K L
p : ℕ
inst✝⁵ : ExpChar K p
inst✝⁴ : Field F
inst✝³ : Algebra F K
inst✝² : Algebra F L
inst✝¹ : IsScalarTower F K L
inst✝ : ExpChar F p
n : ℕ
hn : exponent K L ≤ n
r : F
a : L
⊢ (r • a) ^ p ^ n = (algebraMap F L) (r ^ p ^ n) * a ^ p ^ n

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
F : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : Field K
inst✝⁸ : Field L
inst✝⁷ : Algebra K L
inst✝⁶ : HasExponent K L
p : ℕ
inst✝⁵ : ExpChar K p
inst✝⁴ : Field F
inst✝³ : Algebra F K
inst✝² : Algebra F L
inst✝¹ : IsScalarTower F K L
inst✝ : ExpChar F p
n : ℕ
hn : exponent K L ≤ n
r : F
a : L
⊢ (r • a) ^ p ^ n = (algebraMap F L) r ^ p ^ n * a ^ p ^ n
Module: Mathlib.FieldTheory.PurelyInseparable.Exponent

Goal state before:
pp: F : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : Field K
inst✝⁸ : Field L
inst✝⁷ : Algebra K L
inst✝⁶ : HasExponent K L
p : ℕ
inst✝⁵ : ExpChar K p
inst✝⁴ : Field F
inst✝³ : Algebra F K
inst✝² : Algebra F L
inst✝¹ : IsScalarTower F K L
inst✝ : ExpChar F p
n : ℕ
hn : exponent K L ≤ n
a : F
⊢ (algebraMap K L) ((iterateFrobeniusₛₗ F K L p hn) ((algebraMap F L) a)) = (algebraMap F L) (a ^ p ^ n)

Tactic:
map_pow,

Goal state after:
F : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : Field K
inst✝⁸ : Field L
inst✝⁷ : Algebra K L
inst✝⁶ : HasExponent K L
p : ℕ
inst✝⁵ : ExpChar K p
inst✝⁴ : Field F
inst✝³ : Algebra F K
inst✝² : Algebra F L
inst✝¹ : IsScalarTower F K L
inst✝ : ExpChar F p
n : ℕ
hn : exponent K L ≤ n
a : F
⊢ (algebraMap K L) ((iterateFrobeniusₛₗ F K L p hn) ((algebraMap F L) a)) = (algebraMap F L) a ^ p ^ n
Module: Mathlib.FieldTheory.PurelyInseparable.PerfectClosure

Goal state before:
pp: F : Type u
E : Type v
inst✝² : Field F
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
L : IntermediateField F E
⊢ L ≤ perfectClosure F E ↔ IsPurelyInseparable F ↥L

Tactic:
refine ⟨fun h ↦ (isPurelyInseparable_iff_pow_mem F (ringExpChar F)).2 fun x ↦ ?_,
    fun _ ↦ le_perfectClosure F E L⟩

Goal state after:
F : Type u
E : Type v
inst✝² : Field F
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
L : IntermediateField F E
h : L ≤ perfectClosure F E
x : ↥L
⊢ ∃ n, x ^ ringExpChar F ^ n ∈ (algebraMap F ↥L).range
Module: Mathlib.FieldTheory.PurelyInseparable.PerfectClosure

Goal state before:
pp: F : Type u
E : Type v
inst✝² : Field F
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
q : ℕ
hF : ExpChar F q
S : Set E
⊢ S ⊆ ↑(perfectClosure F E) ↔ ∀ x ∈ S, x ∈ perfectClosure F E

Tactic:
Set.subset_def,

Goal state after:
F : Type u
E : Type v
inst✝² : Field F
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
q : ℕ
hF : ExpChar F q
S : Set E
⊢ (∀ x ∈ S, x ∈ ↑(perfectClosure F E)) ↔ ∀ x ∈ S, x ∈ perfectClosure F E
Module: Mathlib.FieldTheory.PurelyInseparable.PerfectClosure

Goal state before:
pp: F : Type u
E : Type v
inst✝⁴ : Field F
inst✝³ : Field E
inst✝² : Algebra F E
K : Type w
inst✝¹ : Field K
inst✝ : Algebra F K
ι : Sort u_1
t : ι → IntermediateField F E
h : ∀ (i : ι), IsPurelyInseparable F ↥(t i)
⊢ IsPurelyInseparable F ↥(⨆ i, t i)

Tactic:
simp_rw [← le_perfectClosure_iff] at h ⊢
  exact iSup_le h

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.RatFunc.IntermediateField

Goal state before:
pp: case h
K : Type u_1
inst✝ : Field K
f : K⟮X⟯
hf : ↑((f.minpolyX ↥K⟮f⟯).coeff f.denom.natDegree) = 0
⊢ f * C f.denom.leadingCoeff = C (f.num.coeff f.denom.natDegree)

Tactic:
eq_comm

Goal state after:
case h
K : Type u_1
inst✝ : Field K
f : K⟮X⟯
hf : ↑((f.minpolyX ↥K⟮f⟯).coeff f.denom.natDegree) = 0
⊢ C (f.num.coeff f.denom.natDegree) = f * C f.denom.leadingCoeff
Module: Mathlib.FieldTheory.RatFunc.Degree

Goal state before:
pp: case neg
K : Type u
inst✝ : Field K
x y : K⟮X⟯
hy : y ≠ 0
hxy : x + y ≠ 0
hx : ¬x = 0
⊢ (x.num * y.denom + x.denom * y.num).natDegree ≤ max (x.num * y.denom).natDegree (x.denom * y.num).natDegree

Tactic:
exact natDegree_add_le _ _

Goal state after: