mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.RingTheory.DiscreteValuationRing.TFAE

Goal state before:
pp: case neg
R : Type u_1
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : IsNoetherianRing R
inst✝¹ : IsLocalRing R
inst✝ : IsDomain R
I : Ideal R
hI : I ≠ ⊥
h : ¬IsField R
x : R
hx : maximalIdeal R = Ideal.span {x}
hI' : ¬I = ⊤
H : ∀ (r : R), ¬IsUnit r ↔ x ∣ r
this✝ : x ≠ 0
hx' : Irreducible x
H' : ∀ (r : R), r ≠ 0 → r ∈ nonunits R → ∃ n, Associated (x ^ n) r
this : ∃ n, x ^ n ∈ I
n : ℕ
u : Rˣ
hs₁ : x ^ n * ↑u ∈ I
hs₂ : x ^ n * ↑u ∉ maximalIdeal R ^ Nat.find this
hs₃ : ¬x ^ n * ↑u = 0
⊢ x ^ n * ↑u ∈ maximalIdeal R ^ Nat.find this

Tactic:
rw [mul_comm, Ideal.unit_mul_mem_iff_mem _ u.isUnit] at hs₁ ⊢

Goal state after:
case neg
R : Type u_1
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : IsNoetherianRing R
inst✝¹ : IsLocalRing R
inst✝ : IsDomain R
I : Ideal R
hI : I ≠ ⊥
h : ¬IsField R
x : R
hx : maximalIdeal R = Ideal.span {x}
hI' : ¬I = ⊤
H : ∀ (r : R), ¬IsUnit r ↔ x ∣ r
this✝ : x ≠ 0
hx' : Irreducible x
H' : ∀ (r : R), r ≠ 0 → r ∈ nonunits R → ∃ n, Associated (x ^ n) r
this : ∃ n, x ^ n ∈ I
n : ℕ
u : Rˣ
hs₁ : x ^ n ∈ I
hs₂ : x ^ n * ↑u ∉ maximalIdeal R ^ Nat.find this
hs₃ : ¬x ^ n * ↑u = 0
⊢ x ^ n ∈ maximalIdeal R ^ Nat.find this
Module: Mathlib.RingTheory.DiscreteValuationRing.TFAE

Goal state before:
pp: case a
R : Type u_1
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : IsNoetherianRing R
inst✝¹ : IsLocalRing R
inst✝ : IsDomain R
I : Ideal R
hI : I ≠ ⊥
h : ¬IsField R
x : R
hx : maximalIdeal R = Ideal.span {x}
hI' : ¬I = ⊤
H : ∀ (r : R), ¬IsUnit r ↔ x ∣ r
this✝ : x ≠ 0
hx' : Irreducible x
H' : ∀ (r : R), r ≠ 0 → r ∈ nonunits R → ∃ n, Associated (x ^ n) r
this : ∃ n, x ^ n ∈ I
⊢ {x ^ Nat.find this} ⊆ ↑I

Tactic:
Set.singleton_subset_iff

Goal state after:
case a
R : Type u_1
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : IsNoetherianRing R
inst✝¹ : IsLocalRing R
inst✝ : IsDomain R
I : Ideal R
hI : I ≠ ⊥
h : ¬IsField R
x : R
hx : maximalIdeal R = Ideal.span {x}
hI' : ¬I = ⊤
H : ∀ (r : R), ¬IsUnit r ↔ x ∣ r
this✝ : x ≠ 0
hx' : Irreducible x
H' : ∀ (r : R), r ≠ 0 → r ∈ nonunits R → ∃ n, Associated (x ^ n) r
this : ∃ n, x ^ n ∈ I
⊢ x ^ Nat.find this ∈ ↑I
Module: Mathlib.RingTheory.DiscreteValuationRing.TFAE

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsLocalRing R
inst✝ : IsDedekindDomain R
ne_bot : ¬maximalIdeal R = ⊥
a : R
ha₁ : a ∈ maximalIdeal R
ha₂ : a ≠ 0
⊢ {a} ⊆ ↑(maximalIdeal R)

Tactic:
Set.singleton_subset_iff

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsLocalRing R
inst✝ : IsDedekindDomain R
ne_bot : ¬maximalIdeal R = ⊥
a : R
ha₁ : a ∈ maximalIdeal R
ha₂ : a ≠ 0
⊢ a ∈ ↑(maximalIdeal R)
Module: Mathlib.RingTheory.DiscreteValuationRing.TFAE

Goal state before:
pp: case a
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsLocalRing R
inst✝ : IsDedekindDomain R
ne_bot : ¬maximalIdeal R = ⊥
a : R
ha₁ : a ∈ maximalIdeal R
ha₂ : a ≠ 0
hle : Ideal.span {a} ≤ maximalIdeal R
this✝¹ : (Ideal.span {a}).radical = maximalIdeal R
this✝ : ∃ n, maximalIdeal R ^ n ≤ Ideal.span {a}
n : ℕ
hn : Nat.find this✝ = n + 1
b : R
hb₁ : b ∈ maximalIdeal R ^ n
hb₂ : b ∉ Ideal.span {a}
hb₃ : ∀ m ∈ maximalIdeal R, ∃ k, k * a = b * m
hb₄ : b ≠ 0
K : Type u_1 := FractionRing R
x : K := (algebraMap R K) b / (algebraMap R K) a
M : Submodule R K := Submodule.map (Algebra.linearMap R K) (maximalIdeal R)
ha₃ : (algebraMap R K) a ≠ 0
hx : ¬∀ y ∈ M, x * y ∈ M
this : Submodule.comap (Algebra.linearMap R K) (Submodule.map (DistribSMul.toLinearMap R K x) M) = ⊤
y : R
hy₁ : y ∈ maximalIdeal R
hy₂ : b * y = a
⊢ {y} ⊆ ↑(maximalIdeal R)

Tactic:
Set.singleton_subset_iff

Goal state after:
case a
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsLocalRing R
inst✝ : IsDedekindDomain R
ne_bot : ¬maximalIdeal R = ⊥
a : R
ha₁ : a ∈ maximalIdeal R
ha₂ : a ≠ 0
hle : Ideal.span {a} ≤ maximalIdeal R
this✝¹ : (Ideal.span {a}).radical = maximalIdeal R
this✝ : ∃ n, maximalIdeal R ^ n ≤ Ideal.span {a}
n : ℕ
hn : Nat.find this✝ = n + 1
b : R
hb₁ : b ∈ maximalIdeal R ^ n
hb₂ : b ∉ Ideal.span {a}
hb₃ : ∀ m ∈ maximalIdeal R, ∃ k, k * a = b * m
hb₄ : b ≠ 0
K : Type u_1 := FractionRing R
x : K := (algebraMap R K) b / (algebraMap R K) a
M : Submodule R K := Submodule.map (Algebra.linearMap R K) (maximalIdeal R)
ha₃ : (algebraMap R K) a ≠ 0
hx : ¬∀ y ∈ M, x * y ∈ M
this : Submodule.comap (Algebra.linearMap R K) (Submodule.map (DistribSMul.toLinearMap R K x) M) = ⊤
y : R
hy₁ : y ∈ maximalIdeal R
hy₂ : b * y = a
⊢ y ∈ ↑(maximalIdeal R)
Module: Mathlib.RingTheory.Jacobson.Ring

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝¹ : CommRing R
P : Ideal R[X]
hP : P.IsMaximal
inst✝ : IsJacobsonRing R
⊢ (comap C P).IsMaximal

Tactic:
rw [← @mk_ker _ _ P, RingHom.ker_eq_comap_bot, comap_comap]

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝¹ : CommRing R
P : Ideal R[X]
hP : P.IsMaximal
inst✝ : IsJacobsonRing R
⊢ (comap ((Ideal.Quotient.mk P).comp C) ⊥).IsMaximal
Module: Mathlib.RingTheory.Jacobson.Ring

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
A : Type u_3
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : DivisionRing L
inst✝⁶ : CommRing A
inst✝⁵ : IsJacobsonRing K
inst✝⁴ : IsNoetherianRing K
inst✝³ : Nontrivial A
inst✝² : Algebra K L
inst✝¹ : Algebra K A
inst✝ : Algebra.FiniteType K A
f : L →ₐ[K] A
⊢ Module.Finite K L

Tactic:
obtain ⟨m, hm⟩ := Ideal.exists_maximal A

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
A : Type u_3
inst✝⁸ : CommRing K
inst✝⁷ : DivisionRing L
inst✝⁶ : CommRing A
inst✝⁵ : IsJacobsonRing K
inst✝⁴ : IsNoetherianRing K
inst✝³ : Nontrivial A
inst✝² : Algebra K L
inst✝¹ : Algebra K A
inst✝ : Algebra.FiniteType K A
f : L →ₐ[K] A
m : Ideal A
hm : m.IsMaximal
⊢ Module.Finite K L
Module: Mathlib.Algebra.Ring.SumsOfSquares

Goal state before:
pp: R : Type u_2
inst✝ : NonAssocSemiring R
n : ℕ
⊢ IsSumSq ↑n

Tactic:
induction n <;> aesop

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Basic

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : AddCommGroup N
inst✝⁵ : Module R N
inst✝⁴ : Finite ι
inst✝³ : CharZero R
inst✝² : IsDomain R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
p : M →ₗ[R] N →ₗ[R] R
inst✝ : p.IsPerfPair
root : ι ↪ M
coroot : ι ↪ N
hp : ∀ (i : ι), (p (root i)) (coroot i) = 2
hr : ∀ (i : ι), MapsTo (⇑(preReflection (root i) (p.flip (coroot i)))) (range ⇑root) (range ⇑root)
hc : ∀ (i : ι), MapsTo (⇑(preReflection (coroot i) (p (root i)))) (range ⇑coroot) (range ⇑coroot)
i j k : ι
α : M := root i
β : M := root j
α' : N := coroot i
β' : N := coroot j
sα : End R M := preReflection α (p.flip α')
hk : root k = sα β
sβ : End R M := preReflection β (p.flip β')
sα' : End R N := preReflection α' (p α)
x✝ : M
⊢ (p.flip (coroot i)) (root i) = 2

Tactic:
simp [hp i]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Finite.CanonicalBilinear

Goal state before:
pp: case h
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : AddCommGroup M
inst✝¹¹ : Module R M
inst✝¹⁰ : AddCommGroup N
inst✝⁹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
S : Type u_5
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra S R
inst✝⁶ : FaithfulSMul S R
inst✝⁵ : Module S M
inst✝⁴ : IsScalarTower S R M
inst✝³ : Module S N
inst✝² : IsScalarTower S R N
inst✝¹ : P.IsValuedIn S
inst✝ : Fintype ι
i : ι
c : S
hc :
  ∏ i, ((P.RootFormIn S) (P.rootSpanMem S i)) (P.rootSpanMem S i) =
    ((P.RootFormIn S) (P.rootSpanMem S i)) (P.rootSpanMem S i) * c
⊢ c • (P.PolarizationIn S) (2 • P.rootSpanMem S i) = c • 2 • (P.PolarizationIn S) (P.rootSpanMem S i)

Tactic:
two_smul,

Goal state after:
case h
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : AddCommGroup M
inst✝¹¹ : Module R M
inst✝¹⁰ : AddCommGroup N
inst✝⁹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
S : Type u_5
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra S R
inst✝⁶ : FaithfulSMul S R
inst✝⁵ : Module S M
inst✝⁴ : IsScalarTower S R M
inst✝³ : Module S N
inst✝² : IsScalarTower S R N
inst✝¹ : P.IsValuedIn S
inst✝ : Fintype ι
i : ι
c : S
hc :
  ∏ i, ((P.RootFormIn S) (P.rootSpanMem S i)) (P.rootSpanMem S i) =
    ((P.RootFormIn S) (P.rootSpanMem S i)) (P.rootSpanMem S i) * c
⊢ c • (P.PolarizationIn S) (P.rootSpanMem S i + P.rootSpanMem S i) = c • 2 • (P.PolarizationIn S) (P.rootSpanMem S i)
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Finite.CanonicalBilinear

Goal state before:
pp: case h
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : AddCommGroup M
inst✝¹¹ : Module R M
inst✝¹⁰ : AddCommGroup N
inst✝⁹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
S : Type u_5
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra S R
inst✝⁶ : FaithfulSMul S R
inst✝⁵ : Module S M
inst✝⁴ : IsScalarTower S R M
inst✝³ : Module S N
inst✝² : IsScalarTower S R N
inst✝¹ : P.IsValuedIn S
inst✝ : Fintype ι
i : ι
c : S
hc :
  ∏ i, ((P.RootFormIn S) (P.rootSpanMem S i)) (P.rootSpanMem S i) =
    ((P.RootFormIn S) (P.rootSpanMem S i)) (P.rootSpanMem S i) * c
⊢ c • (P.PolarizationIn S) (P.rootSpanMem S i + P.rootSpanMem S i) = c • 2 • (P.PolarizationIn S) (P.rootSpanMem S i)

Tactic:
two_smul,

Goal state after:
case h
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : AddCommGroup M
inst✝¹¹ : Module R M
inst✝¹⁰ : AddCommGroup N
inst✝⁹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
S : Type u_5
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra S R
inst✝⁶ : FaithfulSMul S R
inst✝⁵ : Module S M
inst✝⁴ : IsScalarTower S R M
inst✝³ : Module S N
inst✝² : IsScalarTower S R N
inst✝¹ : P.IsValuedIn S
inst✝ : Fintype ι
i : ι
c : S
hc :
  ∏ i, ((P.RootFormIn S) (P.rootSpanMem S i)) (P.rootSpanMem S i) =
    ((P.RootFormIn S) (P.rootSpanMem S i)) (P.rootSpanMem S i) * c
⊢ c • (P.PolarizationIn S) (P.rootSpanMem S i + P.rootSpanMem S i) =
    c • ((P.PolarizationIn S) (P.rootSpanMem S i) + (P.PolarizationIn S) (P.rootSpanMem S i))
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Basic

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : AddCommGroup N
inst✝⁵ : Module R N
inst✝⁴ : Finite ι
inst✝³ : CharZero R
inst✝² : IsDomain R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
p : M →ₗ[R] N →ₗ[R] R
inst✝ : p.IsPerfPair
root : ι ↪ M
coroot : ι ↪ N
hp : ∀ (i : ι), (p (root i)) (coroot i) = 2
hs : ∀ (i : ι), MapsTo (⇑(preReflection (root i) (p.flip (coroot i)))) (range ⇑root) (range ⇑root)
hsp : span R (range ⇑root) = ⊤
i j k : ι
α : M := root i
β : M := root j
α' : N := coroot i
β' : N := coroot j
sα : End R M := preReflection α (p.flip α')
hk : root k = sα β
sβ : End R M := preReflection β (p.flip β')
sα' : End R N := preReflection α' (p α)
x✝ : M
⊢ (p.flip (coroot i)) (root i) = 2

Tactic:
simp [hp i]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.QuadraticForm.Prod

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
P : Type u_7
Mᵢ : ι → Type u_8
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : (i : ι) → AddCommGroup (Mᵢ i)
inst✝⁴ : AddCommGroup P
inst✝³ : (i : ι) → Module R (Mᵢ i)
inst✝² : Module R P
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : Invertible 2
Q : (i : ι) → QuadraticMap R (Mᵢ i) P
⊢ ⅟2 • (pi Q).polarBilin = ∑ i, LinearMap.compl₁₂ (⅟2 • (Q i).polarBilin) (LinearMap.proj i) (LinearMap.proj i)

Tactic:
rw [polarBilin_pi, Finset.smul_sum]

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
P : Type u_7
Mᵢ : ι → Type u_8
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : (i : ι) → AddCommGroup (Mᵢ i)
inst✝⁴ : AddCommGroup P
inst✝³ : (i : ι) → Module R (Mᵢ i)
inst✝² : Module R P
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : Invertible 2
Q : (i : ι) → QuadraticMap R (Mᵢ i) P
⊢ ∑ x, ⅟2 • LinearMap.compl₁₂ (Q x).polarBilin (LinearMap.proj x) (LinearMap.proj x) =
    ∑ i, LinearMap.compl₁₂ (⅟2 • (Q i).polarBilin) (LinearMap.proj i) (LinearMap.proj i)
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.WeylGroup

Goal state before:
pp: case refine_2
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : AddCommGroup N
inst✝ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
⊢ P.weylGroupToPerm.range ≤ Subgroup.closure (range P.reflectionPerm)

Tactic:
· rintro fg ⟨⟨w, hw⟩, rfl⟩
    induction hw using Subgroup.closure_induction'' with
    | one =>
      change ((Equiv.indexHom P).domRestrict P.weylGroup) 1 ∈ _
      simp only [map_one, one_mem]
    | mem w' hw' =>
      obtain ⟨i, rfl⟩ := hw'
      simp only [MonoidHom.domRestrict_apply, Equiv.indexHom_apply, Equiv.reflection_indexEquiv]
      simpa only [reflection_mem_weylGroup] using! Subgroup.subset_closure (mem_range_self i)
    | inv_mem w' hw' =>
      obtain ⟨i, rfl⟩ := hw'
      simp only [Equiv.reflection_inv, MonoidHom.domRestrict_apply, Equiv.indexHom_apply,
        Equiv.reflection_indexEquiv]
      simpa only [reflection_mem_weylGroup] using! Subgroup.subset_closure (mem_range_self i)
    | mul w₁ w₂ hw₁ hw₂ h₁ h₂ =>
      simpa only [← Submonoid.mk_mul_mk _ w₁ w₂ hw₁ hw₂, map_mul] using! Subgroup.mul_mem _ h₁ h₂

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.RootSystem

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : CharZero K
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra K L
inst✝³ : IsKilling K L
inst✝² : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsTriangularizable K (↥H) L
⊢ (rootSystem H).CorootForm = (killingForm K L).restrict H.toSubmodule

Tactic:
rw [restrict_killingForm_eq_sum, RootPairing.CorootForm, ← Finset.sum_coe_sort (s := H.root)]

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : CharZero K
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra K L
inst✝³ : IsKilling K L
inst✝² : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsTriangularizable K (↥H) L
⊢ (rootSystem H).flip.RootForm = ∑ i, (Weight.toLinear K (↥H) L ↑i).smulRight (Weight.toLinear K (↥H) L ↑i)
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Irreducible

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : AddCommGroup N
K : Type u_5
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : NeZero 2
inst✝² : Module K M
inst✝¹ : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝ : P.IsRootSystem
q : ↥P.invtRootSubmodule
Q : Submodule K M := ↑q
S : Submodule K M := span K (⇑P.root '' {i | P.root i ∈ Q})
hSQ : S ≤ Q
T : Submodule K M := span K (⇑P.root '' {i | P.root i ∉ Q})
h_sup : S ⊔ T = ⊤
s : M
hs : s ∈ S
t : M
ht : t ∈ T
hv : s + t ∈ Q
⊢ s + t ∈ S

Tactic:
suffices t = 0 by rw [this, add_zero]; exact hs

Goal state after:
ι : Type u_1
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : AddCommGroup N
K : Type u_5
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : NeZero 2
inst✝² : Module K M
inst✝¹ : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝ : P.IsRootSystem
q : ↥P.invtRootSubmodule
Q : Submodule K M := ↑q
S : Submodule K M := span K (⇑P.root '' {i | P.root i ∈ Q})
hSQ : S ≤ Q
T : Submodule K M := span K (⇑P.root '' {i | P.root i ∉ Q})
h_sup : S ⊔ T = ⊤
s : M
hs : s ∈ S
t : M
ht : t ∈ T
hv : s + t ∈ Q
⊢ t = 0
Module: Mathlib.RepresentationTheory.Basic

Goal state before:
pp: k : Type u_1
G : Type u_2
V : Type u_3
W : Type u_4
inst✝⁵ : CommSemiring k
inst✝⁴ : Group G
inst✝³ : AddCommMonoid V
inst✝² : Module k V
inst✝¹ : AddCommMonoid W
inst✝ : Module k W
ρV : Representation k G V
ρW : Representation k G W
g : G
x✝² : Dual k V
x✝¹ : W
x✝ : V
⊢ (((TensorProduct.AlgebraTensorModule.curry (dualTensorHom k V W ∘ₗ TensorProduct.map (ρV.dual g) (ρW g))) x✝²) x✝¹)
      x✝ =
    (((TensorProduct.AlgebraTensorModule.curry ((ρV.linHom ρW) g ∘ₗ dualTensorHom k V W)) x✝²) x✝¹) x✝

Tactic:
simp [Module.Dual.transpose_apply]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Chain

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : Finite ι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : CharZero R
inst✝⁵ : IsDomain R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝ : P.IsCrystallographic
i j : ι
S : Set ℤ := {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
S_def : S = {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
hS₀ : 0 ∈ S
h_fin : S.Finite
h_ne : S.Nonempty
r : ℤ
x✝¹ : r ∈ S
s : ℤ
x✝ : s ∈ S
hrs : Disjoint (Ioo r s) S
k : ι
hk : P.root k = P.root j + r • P.root i
l : ι
hl : P.root l = P.root j + s • P.root i
contra : r + 1 < s
hki_notMem : P.root k + P.root i ∉ range ⇑P.root
hki_ne : P.root k ≠ -P.root i
hli_notMem : P.root l - P.root i ∉ range ⇑P.root
h : P.root j + s • P.root i = P.root i
⊢ ∃ s t, s • P.root i + t • P.root j = 0 ∧ (s = 0 → t ≠ 0)

Tactic:
replace h : s • P.root i = P.root i - P.root j := by rw [← sub_eq_of_eq_add h.symm]; module

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : Finite ι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : CharZero R
inst✝⁵ : IsDomain R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝ : P.IsCrystallographic
i j : ι
S : Set ℤ := {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
S_def : S = {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
hS₀ : 0 ∈ S
h_fin : S.Finite
h_ne : S.Nonempty
r : ℤ
x✝¹ : r ∈ S
s : ℤ
x✝ : s ∈ S
hrs : Disjoint (Ioo r s) S
k : ι
hk : P.root k = P.root j + r • P.root i
l : ι
hl : P.root l = P.root j + s • P.root i
contra : r + 1 < s
hki_notMem : P.root k + P.root i ∉ range ⇑P.root
hki_ne : P.root k ≠ -P.root i
hli_notMem : P.root l - P.root i ∉ range ⇑P.root
h : s • P.root i = P.root i - P.root j
⊢ ∃ s t, s • P.root i + t • P.root j = 0 ∧ (s = 0 → t ≠ 0)
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Base

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
b : P.Base
inst✝ : CharZero R
f : ι → ℤ
hf₀ : Function.support f ⊆ ↑b.support
this :
  ∀ (f : ι → ℤ),
    ∑ j ∈ b.support, f j • P.root j ∈ AddSubmonoid.closure (⇑P.root '' ↑b.support) →
      Function.support f ⊆ ↑b.support → f ≠ 0 → 0 < f
k : ι
hk : P.root k = ∑ j ∈ b.support, f j • P.root j
hf' : f ≠ 0
hk' : -∑ j ∈ b.support, f j • P.root j ∈ AddSubmonoid.closure (⇑P.root '' ↑b.support)
⊢ ∑ j ∈ b.support, (-f) j • P.root j ∈ AddSubmonoid.closure (⇑P.root '' ↑b.support)

Tactic:
by convert! hk'; simp

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Chain

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : Finite ι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : CharZero R
inst✝⁵ : IsDomain R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝ : P.IsCrystallographic
i j : ι
h : LinearIndependent R ![P.root i, P.root j]
n : ℕ
S : Set ℤ := {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
S_def : S = {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
aux : chainTopCoeff i j = ⋯.choose.toNat
hp : ⋯.choose ≥ 0
h₂ : S = Icc ⋯.choose ⋯.choose
⊢ ↑n ∈ S ↔ n ≤ chainTopCoeff i j

Tactic:
rw [aux, h₂, mem_Icc]

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : Finite ι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : CharZero R
inst✝⁵ : IsDomain R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝ : P.IsCrystallographic
i j : ι
h : LinearIndependent R ![P.root i, P.root j]
n : ℕ
S : Set ℤ := {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
S_def : S = {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
aux : chainTopCoeff i j = ⋯.choose.toNat
hp : ⋯.choose ≥ 0
h₂ : S = Icc ⋯.choose ⋯.choose
⊢ ⋯.choose ≤ ↑n ∧ ↑n ≤ ⋯.choose ↔ n ≤ ⋯.choose.toNat
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Chain

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : Finite ι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : CharZero R
inst✝⁵ : IsDomain R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝ : P.IsCrystallographic
i j : ι
h : LinearIndependent R ![P.root i, P.root j]
n : ℕ
S : Set ℤ := {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
S_def : S = {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
aux : chainBotCoeff i j = (-⋯.choose).toNat
hq : ⋯.choose ≤ 0
p : ℤ
hp : p ≥ 0
h₂ : S = Icc ⋯.choose p
⊢ -↑n ∈ S ↔ n ≤ chainBotCoeff i j

Tactic:
rw [aux, h₂, mem_Icc]

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : Finite ι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : CharZero R
inst✝⁵ : IsDomain R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝ : P.IsCrystallographic
i j : ι
h : LinearIndependent R ![P.root i, P.root j]
n : ℕ
S : Set ℤ := {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
S_def : S = {z | P.root j + z • P.root i ∈ range ⇑P.root}
aux : chainBotCoeff i j = (-⋯.choose).toNat
hq : ⋯.choose ≤ 0
p : ℤ
hp : p ≥ 0
h₂ : S = Icc ⋯.choose p
⊢ ⋯.choose ≤ -↑n ∧ -↑n ≤ p ↔ n ≤ (-⋯.choose).toNat
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Base

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
b : P.Base
inst✝ : CharZero R
f✝ : ι → ℤ
hf✝ : ∑ j ∈ b.support, f✝ j • P.root j ∈ range ⇑P.root
hf₀✝ : Function.support f✝ ⊆ ↑b.support
f : ι → ℤ
hf₀ : Function.support f ⊆ ↑b.support
hf' : f ≠ 0
f' : ↥b.support → ℤ := fun i ↦ f ↑i
hf : ∑ j, f' j • P.root ↑j ∈ (span ℕ (⇑P.root '' ↑b.support)).toAddSubmonoid
⊢ 0 < f

Tactic:
mem_toAddSubmonoid,

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
b : P.Base
inst✝ : CharZero R
f✝ : ι → ℤ
hf✝ : ∑ j ∈ b.support, f✝ j • P.root j ∈ range ⇑P.root
hf₀✝ : Function.support f✝ ⊆ ↑b.support
f : ι → ℤ
hf₀ : Function.support f ⊆ ↑b.support
hf' : f ≠ 0
f' : ↥b.support → ℤ := fun i ↦ f ↑i
hf : ∑ j, f' j • P.root ↑j ∈ span ℕ (⇑P.root '' ↑b.support)
⊢ 0 < f
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Finite.Lemmas

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : AddCommGroup N
inst✝⁴ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝³ : Finite ι
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : P.IsCrystallographic
i j : ι
inst✝ : IsDomain R
h : 0 < P.pairingIn ℤ i j
h' : i ≠ j
this✝² : Module.IsReflexive R M
this✝¹ : Module.IsReflexive R N
this✝ : IsAddTorsionFree M
hli : LinearIndependent R ![P.root i, P.root j]
this : P.pairingIn ℤ i j = 1 ∨ P.pairingIn ℤ j i = 1
⊢ P.root i - P.root j ∈ range ⇑P.root

Tactic:
rcases this with h₁ | h₁

Goal state after:
case inl
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : AddCommGroup N
inst✝⁴ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝³ : Finite ι
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : P.IsCrystallographic
i j : ι
inst✝ : IsDomain R
h : 0 < P.pairingIn ℤ i j
h' : i ≠ j
this✝¹ : Module.IsReflexive R M
this✝ : Module.IsReflexive R N
this : IsAddTorsionFree M
hli : LinearIndependent R ![P.root i, P.root j]
h₁ : P.pairingIn ℤ i j = 1
⊢ P.root i - P.root j ∈ range ⇑P.root

case inr
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : AddCommGroup N
inst✝⁴ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝³ : Finite ι
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : P.IsCrystallographic
i j : ι
inst✝ : IsDomain R
h : 0 < P.pairingIn ℤ i j
h' : i ≠ j
this✝¹ : Module.IsReflexive R M
this✝ : Module.IsReflexive R N
this : IsAddTorsionFree M
hli : LinearIndependent R ![P.root i, P.root j]
h₁ : P.pairingIn ℤ j i = 1
⊢ P.root i - P.root j ∈ range ⇑P.root
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Chain

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁸ : Finite ι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : CharZero R
inst✝⁵ : IsDomain R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝ : P.IsCrystallographic
i j : ι
⊢ chainTopCoeff ((P.reflectionPerm i) i) j = chainBotCoeff i j

Tactic:
by
  let := P.indexNeg
  have (z : ℤ) : z ∈ Icc (-P.chainTopCoeff i j : ℤ) (P.chainBotCoeff i j) ↔
      z ∈ Icc (-P.chainBotCoeff (-i) j : ℤ) (P.chainTopCoeff (-i) j) := by
    rw [P.chainCoeff_reflectionPerm_left_aux]
  refine le_antisymm ?_ ?_
  · simpa using this (P.chainTopCoeff (-i) j)
  · simpa using this (P.chainBotCoeff i j)

Goal state after: