mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.RingTheory.Finiteness.Nilpotent

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝² : CommSemiring R
ι : Type u_3
inst✝¹ : DecidableEq ι
inst✝ : Fintype ι
A : Matrix ι ι R
⊢ IsNilpotent Aᵀ ↔ IsNilpotent A

Tactic:
[

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝² : CommSemiring R
ι : Type u_3
inst✝¹ : DecidableEq ι
inst✝ : Fintype ι
A : Matrix ι ι R
⊢ IsNilpotent Aᵀ ↔ IsNilpotent A
Module: Mathlib.RingTheory.Finiteness.Nilpotent

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝² : CommSemiring R
ι : Type u_3
inst✝¹ : DecidableEq ι
inst✝ : Fintype ι
A : Matrix ι ι R
⊢ IsNilpotent A ↔ ∀ (v : ι → R), ∃ n, A ^ n *ᵥ v = 0

Tactic:
[

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝² : CommSemiring R
ι : Type u_3
inst✝¹ : DecidableEq ι
inst✝ : Fintype ι
A : Matrix ι ι R
⊢ IsNilpotent A ↔ ∀ (v : ι → R), ∃ n, A ^ n *ᵥ v = 0
Module: Mathlib.RingTheory.Finiteness.Nilpotent

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝² : CommSemiring R
ι : Type u_3
inst✝¹ : DecidableEq ι
inst✝ : Fintype ι
A : Matrix ι ι R
⊢ (∀ (i : ι), ∃ n, (Aᵀ ^ n).row i = 0) ↔ ∀ (i : ι), ∃ n, (A ^ n).col i = 0

Tactic:
[

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝² : CommSemiring R
ι : Type u_3
inst✝¹ : DecidableEq ι
inst✝ : Fintype ι
A : Matrix ι ι R
⊢ (∀ (i : ι), ∃ n, (Aᵀ ^ n).row i = 0) ↔ ∀ (i : ι), ∃ n, (A ^ n).col i = 0
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Chain

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
inst✝ : LieRing.IsNilpotent L
χ₁ χ₂ : L → R
p q : ℤ
this : ∀ (k : ℤ), k ∈ Ioo p q ↔ k ∈ Finset.Ioo p q
⊢ genWeightSpaceChain M χ₁ χ₂ p q = ⨆ k ∈ Finset.Ioo p q, genWeightSpace M (k • χ₁ + χ₂)

Tactic:
[

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
inst✝ : LieRing.IsNilpotent L
χ₁ χ₂ : L → R
p q : ℤ
this : ∀ (k : ℤ), k ∈ Ioo p q ↔ k ∈ Finset.Ioo p q
⊢ genWeightSpaceChain M χ₁ χ₂ p q = ⨆ k ∈ Finset.Ioo p q, genWeightSpace M (k • χ₁ + χ₂)
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Chain

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
inst✝ : LieRing.IsNilpotent L
χ₁ χ₂ : L → R
p q : ℤ
this : ∀ (k : ℤ), k ∈ Ioo p q ↔ k ∈ Finset.Ioo p q
⊢ ⨆ k ∈ Ioo p q, genWeightSpace M (k • χ₁ + χ₂) = ⨆ k ∈ Finset.Ioo p q, genWeightSpace M (k • χ₁ + χ₂)

Tactic:
this

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
inst✝ : LieRing.IsNilpotent L
χ₁ χ₂ : L → R
p q : ℤ
e : ℤ ≃ ℤ := Involutive.toPerm Neg.neg ⋯
⊢ genWeightSpaceChain M (-χ₁) χ₂ (-q) (-p) = genWeightSpaceChain M χ₁ χ₂ p q

Tactic:
[

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
inst✝ : LieRing.IsNilpotent L
χ₁ χ₂ : L → R
p q : ℤ
e : ℤ ≃ ℤ := Involutive.toPerm Neg.neg ⋯
⊢ genWeightSpaceChain M (-χ₁) χ₂ (-q) (-p) = genWeightSpaceChain M χ₁ χ₂ p q
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Chain

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : LieRing L
inst✝¹¹ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝¹⁰ : AddCommGroup M
inst✝⁹ : Module R M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : LieModule R L M
H : LieSubalgebra R L
α χ : ↥H → R
inst✝⁶ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝⁵ : IsNoetherian R L
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
inst✝ : IsNoetherian R M
hα : α ≠ 0
p : ℤ
hp₀ : p < 0
q : ℤ
hq₀ : q > 0
hp : genWeightSpace M (p • α + χ) = ⊥
hq : genWeightSpace M (q • α + χ) = ⊥
a : ℤ := ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ)) • i
b : ℕ := ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))
hχ : Nontrivial ↥(genWeightSpace M χ)
⊢ 0 < finrank R ↥(genWeightSpace M (0 • α + χ))

Tactic:
rw [zero_smul, zero_add]

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : LieRing L
inst✝¹¹ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝¹⁰ : AddCommGroup M
inst✝⁹ : Module R M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : LieModule R L M
H : LieSubalgebra R L
α χ : ↥H → R
inst✝⁶ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝⁵ : IsNoetherian R L
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
inst✝ : IsNoetherian R M
hα : α ≠ 0
p : ℤ
hp₀ : p < 0
q : ℤ
hq₀ : q > 0
hp : genWeightSpace M (p • α + χ) = ⊥
hq : genWeightSpace M (q • α + χ) = ⊥
a : ℤ := ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ)) • i
b : ℕ := ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))
hχ : Nontrivial ↥(genWeightSpace M χ)
⊢ 0 < finrank R ↥(genWeightSpace M χ)
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Chain

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : LieRing L
inst✝¹¹ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝¹⁰ : AddCommGroup M
inst✝⁹ : Module R M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : LieModule R L M
H : LieSubalgebra R L
α χ : ↥H → R
inst✝⁶ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝⁵ : IsNoetherian R L
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
inst✝ : IsNoetherian R M
hα : α ≠ 0
hχ : genWeightSpace M χ ≠ ⊥
p : ℤ
hp₀ : p < 0
q : ℤ
hq₀ : q > 0
hp : genWeightSpace M (p • α + χ) = ⊥
hq : genWeightSpace M (q • α + χ) = ⊥
a : ℤ := ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ)) • i
b : ℕ := ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))
hb : 0 < b
x : ↥H
hx : x ∈ corootSpace α
N : ℤ → Submodule R M := fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))
h₁ : iSupIndep fun i ↦ N ↑i
h₂ : ∀ (i : ℤ), MapsTo ⇑((toEnd R (↥H) M) x) ↑(N i) ↑(N i)
⊢ ↑(genWeightSpaceChain M α χ p q) = ⨆ i ∈ Finset.Ioo p q, N i

Tactic:
[

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : LieRing L
inst✝¹¹ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝¹⁰ : AddCommGroup M
inst✝⁹ : Module R M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : LieModule R L M
H : LieSubalgebra R L
α χ : ↥H → R
inst✝⁶ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝⁵ : IsNoetherian R L
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
inst✝ : IsNoetherian R M
hα : α ≠ 0
hχ : genWeightSpace M χ ≠ ⊥
p : ℤ
hp₀ : p < 0
q : ℤ
hq₀ : q > 0
hp : genWeightSpace M (p • α + χ) = ⊥
hq : genWeightSpace M (q • α + χ) = ⊥
a : ℤ := ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ)) • i
b : ℕ := ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))
hb : 0 < b
x : ↥H
hx : x ∈ corootSpace α
N : ℤ → Submodule R M := fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))
h₁ : iSupIndep fun i ↦ N ↑i
h₂ : ∀ (i : ℤ), MapsTo ⇑((toEnd R (↥H) M) x) ↑(N i) ↑(N i)
⊢ ↑(genWeightSpaceChain M α χ p q) = ⨆ i ∈ Finset.Ioo p q, N i
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Chain

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : LieRing L
inst✝¹¹ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝¹⁰ : AddCommGroup M
inst✝⁹ : Module R M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : LieModule R L M
H : LieSubalgebra R L
α χ : ↥H → R
inst✝⁶ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝⁵ : IsNoetherian R L
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
inst✝ : IsNoetherian R M
hα : α ≠ 0
hχ : genWeightSpace M χ ≠ ⊥
p : ℤ
hp₀ : p < 0
q : ℤ
hq₀ : q > 0
hp : genWeightSpace M (p • α + χ) = ⊥
hq : genWeightSpace M (q • α + χ) = ⊥
x : ↥H
hx : x ∈ corootSpace α
hb : 0 < ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))
h₁ : iSupIndep fun i ↦ (fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) ↑i
h₂ :
  ∀ (i : ℤ),
    MapsTo ⇑((toEnd R (↥H) M) x) ↑((fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i)
      ↑((fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i)
h₃ : ↑(genWeightSpaceChain M α χ p q) = ⨆ i ∈ Finset.Ioo p q, (fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i
⊢ ((∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ)) • i) • α +
        ↑(∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))) • χ)
      x =
    ∑ i ∈ Finset.Ioo p q,
      (LinearMap.trace R ↥↑(genWeightSpace M (i • α + χ))) (LinearMap.restrict ((toEnd R (↥H) M) x) ⋯)

Tactic:
[

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : LieRing L
inst✝¹¹ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝¹⁰ : AddCommGroup M
inst✝⁹ : Module R M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : LieModule R L M
H : LieSubalgebra R L
α χ : ↥H → R
inst✝⁶ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝⁵ : IsNoetherian R L
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
inst✝ : IsNoetherian R M
hα : α ≠ 0
hχ : genWeightSpace M χ ≠ ⊥
p : ℤ
hp₀ : p < 0
q : ℤ
hq₀ : q > 0
hp : genWeightSpace M (p • α + χ) = ⊥
hq : genWeightSpace M (q • α + χ) = ⊥
x : ↥H
hx : x ∈ corootSpace α
hb : 0 < ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))
h₁ : iSupIndep fun i ↦ (fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) ↑i
h₂ :
  ∀ (i : ℤ),
    MapsTo ⇑((toEnd R (↥H) M) x) ↑((fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i)
      ↑((fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i)
h₃ : ↑(genWeightSpaceChain M α χ p q) = ⨆ i ∈ Finset.Ioo p q, (fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i
⊢ ((∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ)) • i) • α +
        ↑(∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))) • χ)
      x =
    ∑ i ∈ Finset.Ioo p q,
      (LinearMap.trace R ↥↑(genWeightSpace M (i • α + χ))) (LinearMap.restrict ((toEnd R (↥H) M) x) ⋯)
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Chain

Goal state before:
pp: case convert_2
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : LieRing L
inst✝¹¹ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝¹⁰ : AddCommGroup M
inst✝⁹ : Module R M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : LieModule R L M
H : LieSubalgebra R L
α χ : ↥H → R
inst✝⁶ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝⁵ : IsNoetherian R L
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
inst✝ : IsNoetherian R M
hα : α ≠ 0
hχ : genWeightSpace M χ ≠ ⊥
p : ℤ
hp₀ : p < 0
q : ℤ
hq₀ : q > 0
hp : genWeightSpace M (p • α + χ) = ⊥
hq : genWeightSpace M (q • α + χ) = ⊥
x : ↥H
hx : x ∈ corootSpace α
hb : 0 < ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))
h₁ : iSupIndep fun i ↦ (fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) ↑i
h₂ :
  ∀ (i : ℤ),
    MapsTo ⇑((toEnd R (↥H) M) x) ↑((fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i)
      ↑((fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i)
h₃ : ↑(genWeightSpaceChain M α χ p q) = ⨆ i ∈ Finset.Ioo p q, (fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i
⊢ ((∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ)) • i) • α +
        ↑(∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))) • χ)
      x =
    ∑ k ∈ Finset.Ioo p q,
      (LinearMap.trace R ↥(genWeightSpace M (k • α + χ))) ((toEnd R ↥H ↥(genWeightSpace M (k • α + χ))) x)

Tactic:
[

Goal state after:
case convert_2
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : LieRing L
inst✝¹¹ : LieAlgebra R L
M : Type u_3
inst✝¹⁰ : AddCommGroup M
inst✝⁹ : Module R M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : LieModule R L M
H : LieSubalgebra R L
α χ : ↥H → R
inst✝⁶ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝⁵ : IsNoetherian R L
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝² : CharZero R
inst✝¹ : IsTorsionFree R M
inst✝ : IsNoetherian R M
hα : α ≠ 0
hχ : genWeightSpace M χ ≠ ⊥
p : ℤ
hp₀ : p < 0
q : ℤ
hq₀ : q > 0
hp : genWeightSpace M (p • α + χ) = ⊥
hq : genWeightSpace M (q • α + χ) = ⊥
x : ↥H
hx : x ∈ corootSpace α
hb : 0 < ∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))
h₁ : iSupIndep fun i ↦ (fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) ↑i
h₂ :
  ∀ (i : ℤ),
    MapsTo ⇑((toEnd R (↥H) M) x) ↑((fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i)
      ↑((fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i)
h₃ : ↑(genWeightSpaceChain M α χ p q) = ⨆ i ∈ Finset.Ioo p q, (fun k ↦ ↑(genWeightSpace M (k • α + χ))) i
⊢ ((∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ)) • i) • α +
        ↑(∑ i ∈ Finset.Ioo p q, finrank R ↥(genWeightSpace M (i • α + χ))) • χ)
      x =
    ∑ k ∈ Finset.Ioo p q,
      (LinearMap.trace R ↥(genWeightSpace M (k • α + χ))) ((toEnd R ↥H ↥(genWeightSpace M (k • α + χ))) x)
Module: Mathlib.Algebra.Lie.TraceForm

Goal state before:
pp: case succ
R : Type u_1
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k : ℕ
ih : ∀ {x y : L}, x ∈ ⊤.lcs L k → y ∈ LieSubmodule.ucs k ⊥ → ((traceForm R L M) x) y = 0
x y : L
hx : x ∈ ⊤.lcs L (k + 1)
hy : ∀ (x : L), ⁅x, y⁆ ∈ LieSubmodule.ucs k ⊥
⊢ ((traceForm R L M) x) y = 0

Tactic:
[

Goal state after:
case succ
R : Type u_1
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
k : ℕ
ih : ∀ {x y : L}, x ∈ ⊤.lcs L k → y ∈ LieSubmodule.ucs k ⊥ → ((traceForm R L M) x) y = 0
x y : L
hx : x ∈ ⊤.lcs L (k + 1)
hy : ∀ (x : L), ⁅x, y⁆ ∈ LieSubmodule.ucs k ⊥
⊢ ((traceForm R L M) x) y = 0
Module: Mathlib.LinearAlgebra.PerfectPairing.Basic

Goal state before:
pp: R : Type u_1
M : Type u_2
N : Type u_3
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : AddCommGroup N
inst✝¹ : Module R N
p : M →ₗ[R] N →ₗ[R] R
inst✝ : p.IsPerfPair
V : Submodule R N
h : p.IsPerfectCompl ⊤ V
⊢ IsCompl V ⊥

Tactic:
by simpa using h.isCompl_right

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Polynomial.Sequence

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝ : Ring R
S : Sequence R
m : ℕ
hCoeff : ∀ i < m, IsUnit (↑S i).leadingCoeff
a✝ : Nontrivial R
n : ℕ
ih : ∀ m_1 < n, ∀ ⦃P : R[X]⦄, P ∈ degreeLT R m → P.natDegree = m_1 → P ∈ span R (↑S '' Set.Iio m)
P : R[X]
hP : P ∈ degreeLT R m
hp : P.natDegree = n
p_ne_zero : P ≠ 0
hn : n < m
u : R
leftinv : (↑S n).leadingCoeff * u = 1
rightinv : u * (↑S n).leadingCoeff = 1
head : R[X] := P.leadingCoeff • u • ↑S n
tail : R[X] := P - head
head_mem_span : head ∈ span R (↑S '' Set.Iio m)
tail_eq_zero : ¬tail = 0
this : tail.degree < ↑n
⊢ P - head ∈ span R (↑S '' Set.Iio m)

Tactic:
refine ih tail.natDegree ((natDegree_lt_iff_degree_lt tail_eq_zero).mpr this) ?_ rfl
      grw [(Nat.cast_lt (α := WithBot ℕ)).mpr hn] at this
      rwa [Polynomial.mem_degreeLT]

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.TraceForm

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
inst✝ : LieRing.IsNilpotent L
B : LinearMap.BilinForm R M
m₀ m₁ : M
hm₀ : m₀ ∈ genWeightSpace M 0
hm₁ : m₁ ∈ posFittingComp R L M
x : L
k : ℕ
ih : ∀ (m n : M), (B m) ((φ x ^ k) n) = (-1) ^ k • (B ((φ x ^ k) m)) n
m n : M
hB : ∀ (m : M), (B m) ((φ x) n) = -1 • (B ((φ x) m)) n
this : (-1) ^ k • -1 = (-1) ^ (k + 1)
| ((-1) ^ k • -1) • (B ((φ x ^ (k + 1)) m)) n

Tactic:
this

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
inst✝¹ : LieModule R L M
inst✝ : LieRing.IsNilpotent L
B : LinearMap.BilinForm R M
m₀ m₁ : M
hm₀ : m₀ ∈ genWeightSpace M 0
hm₁ : m₁ ∈ posFittingComp R L M
x : L
k : ℕ
ih : ∀ (m n : M), (B m) ((φ x ^ k) n) = (-1) ^ k • (B ((φ x ^ k) m)) n
m n : M
hB : ∀ (m : M), (B m) ((φ x) n) = -1 • (B ((φ x) m)) n
this : (-1) ^ k • -1 = (-1) ^ (k + 1)
| (-1) ^ (k + 1) • (B ((φ x ^ (k + 1)) m)) n
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Killing

Goal state before:
pp: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : LieAlgebra K L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsKilling K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsTriangularizable K (↥H) L
α✝ α : Weight K (↥H) L
⊢ genWeightSpace L (-⇑α) ≠ ⊥

Tactic:
by_cases hα : α.IsZero

Goal state after:
case pos
R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : LieAlgebra K L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsKilling K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsTriangularizable K (↥H) L
α✝ α : Weight K (↥H) L
hα : α.IsZero
⊢ genWeightSpace L (-⇑α) ≠ ⊥

case neg
R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : LieAlgebra K L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
inst✝² : IsKilling K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsTriangularizable K (↥H) L
α✝ α : Weight K (↥H) L
hα : ¬α.IsZero
⊢ genWeightSpace L (-⇑α) ≠ ⊥
Module: Mathlib.Algebra.Lie.TraceForm

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
inst✝⁵ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝² : IsTorsionFree R M
inst✝¹ : IsNoetherian R M
inst✝ : IsTriangularizable R L M
z x y : L
hxy : ∀ (χ : R), MapsTo ⇑(φ x ∘ₗ φ y) ↑(genWeightSpaceOf M χ z) ↑(genWeightSpaceOf M χ z)
⊢ {χ | ↑(genWeightSpaceOf M χ z) ≠ ⊥}.Finite

Tactic:
[

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : LieRing L
inst✝¹⁰ : LieAlgebra R L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : Module R M
inst✝⁷ : LieRingModule L M
inst✝⁶ : LieModule R L M
inst✝⁵ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝⁴ : IsDomain R
inst✝³ : IsPrincipalIdealRing R
inst✝² : IsTorsionFree R M
inst✝¹ : IsNoetherian R M
inst✝ : IsTriangularizable R L M
z x y : L
hxy : ∀ (χ : R), MapsTo ⇑(φ x ∘ₗ φ y) ↑(genWeightSpaceOf M χ z) ↑(genWeightSpaceOf M χ z)
⊢ {χ | ↑(genWeightSpaceOf M χ z) ≠ ⊥}.Finite
Module: Mathlib.Algebra.Lie.TraceForm

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : LieAlgebra K L
inst✝⁵ : Module K M
inst✝⁴ : LieModule K L M
inst✝³ : FiniteDimensional K M
inst✝² : LieRing.IsNilpotent L
inst✝¹ : LinearWeights K L M
inst✝ : IsTriangularizable K L M
x y : L
hxy : ∀ (χ : Weight K L M), MapsTo ⇑((toEnd K L M) x ∘ₗ (toEnd K L M) y) ↑(genWeightSpace M ⇑χ) ↑(genWeightSpace M ⇑χ)
hds : DirectSum.IsInternal fun i ↦ ↑(genWeightSpace M ⇑i)
⊢ ((traceForm K L M) x) y = ∑ χ, finrank K ↥(genWeightSpace M ⇑χ) • (χ x * χ y)

Tactic:
[

Goal state after:
K : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : LieAlgebra K L
inst✝⁵ : Module K M
inst✝⁴ : LieModule K L M
inst✝³ : FiniteDimensional K M
inst✝² : LieRing.IsNilpotent L
inst✝¹ : LinearWeights K L M
inst✝ : IsTriangularizable K L M
x y : L
hxy : ∀ (χ : Weight K L M), MapsTo ⇑((toEnd K L M) x ∘ₗ (toEnd K L M) y) ↑(genWeightSpace M ⇑χ) ↑(genWeightSpace M ⇑χ)
hds : DirectSum.IsInternal fun i ↦ ↑(genWeightSpace M ⇑i)
⊢ ((traceForm K L M) x) y = ∑ χ, finrank K ↥(genWeightSpace M ⇑χ) • (χ x * χ y)
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Killing

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsKilling K L
inst✝¹ : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝ : PerfectField K
x : L
hx : x ∈ H
N S : End K L
hN : _root_.IsNilpotent ((ad K L) x - S)
hS : S.IsSemisimple
hSN : (ad K L) x = N + S
hS₀ : Commute ((ad K L) x) S
x' : ↥H := ⟨x, hx⟩
aux : ∀ {α : ↥H → K} {y : L}, y ∈ rootSpace H α → S y = α x' • y
h_der : ∀ (y z : L), S ⁅y, z⁆ = ⁅S y, z⁆ + ⁅y, S z⁆
⊢ ∀ (y z : L), S ⁅y, z⁆ = ⁅y, S z⁆ - ⁅z, S y⁆

Tactic:
[

Goal state after:
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : Field K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
inst✝⁴ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝³ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝² : IsKilling K L
inst✝¹ : IsTriangularizable K (↥H) L
inst✝ : PerfectField K
x : L
hx : x ∈ H
N S : End K L
hN : _root_.IsNilpotent ((ad K L) x - S)
hS : S.IsSemisimple
hSN : (ad K L) x = N + S
hS₀ : Commute ((ad K L) x) S
x' : ↥H := ⟨x, hx⟩
aux : ∀ {α : ↥H → K} {y : L}, y ∈ rootSpace H α → S y = α x' • y
h_der : ∀ (y z : L), S ⁅y, z⁆ = ⁅S y, z⁆ + ⁅y, S z⁆
⊢ ∀ (y z : L), S ⁅y, z⁆ = ⁅y, S z⁆ - ⁅z, S y⁆
Module: Mathlib.Algebra.Lie.TraceForm

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : LieAlgebra K L
inst✝⁵ : Module K M
inst✝⁴ : LieModule K L M
inst✝³ : FiniteDimensional K M
inst✝² : LieRing.IsNilpotent L
inst✝¹ : LinearWeights K L M
inst✝ : IsTriangularizable K L M
x : L
χ : Weight K L M
x✝ : χ ∈ Finset.univ
⊢ (finrank K ↥(genWeightSpace M ⇑χ) • (Weight.toLinear K L M χ).smulRight (Weight.toLinear K L M χ)) x ∈
    span K (range (Weight.toLinear K L M))

Tactic:
[

Goal state after:
K : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : LieAlgebra K L
inst✝⁵ : Module K M
inst✝⁴ : LieModule K L M
inst✝³ : FiniteDimensional K M
inst✝² : LieRing.IsNilpotent L
inst✝¹ : LinearWeights K L M
inst✝ : IsTriangularizable K L M
x : L
χ : Weight K L M
x✝ : χ ∈ Finset.univ
⊢ (finrank K ↥(genWeightSpace M ⇑χ) • (Weight.toLinear K L M χ).smulRight (Weight.toLinear K L M χ)) x ∈
    span K (range (Weight.toLinear K L M))
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: case add_two
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : NeZero 2
n : ℕ
ih1 : (T R (↑n + 1)).degree = ↑(↑n + 1).natAbs
ih2 : (T R ↑n).degree = ↑(↑n).natAbs
this : (2 * X * T R (↑n + 1)).degree = ↑(n + 2)
⊢ (2 * X * T R (↑n + 1)).degree = ↑(↑n + 2).natAbs

Tactic:
this

Goal state after:
case add_two
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : NeZero 2
n : ℕ
ih1 : (T R (↑n + 1)).degree = ↑(↑n + 1).natAbs
ih2 : (T R ↑n).degree = ↑(↑n).natAbs
this : (2 * X * T R (↑n + 1)).degree = ↑(n + 2)
⊢ ↑(n + 2) = ↑(↑n + 2).natAbs
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: case add_two
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : NeZero 2
n : ℕ
ih1 : (T R (↑n + 1)).degree = ↑(↑n + 1).natAbs
ih2 : (T R ↑n).degree = ↑(↑n).natAbs
this : (2 * X * T R (↑n + 1)).degree = ↑(n + 2)
⊢ ↑(↑n).natAbs < (2 * X * T R (↑n + 1)).degree

Tactic:
this

Goal state after:
case add_two
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : NeZero 2
n : ℕ
ih1 : (T R (↑n + 1)).degree = ↑(↑n + 1).natAbs
ih2 : (T R ↑n).degree = ↑(↑n).natAbs
this : (2 * X * T R (↑n + 1)).degree = ↑(n + 2)
⊢ ↑(↑n).natAbs < ↑(n + 2)
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: case add_two
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : NeZero 2
n : ℕ
ih1 : (T R (↑n + 1)).leadingCoeff = 2 ^ ((↑n + 1).natAbs - 1)
ih2 : (T R ↑n).leadingCoeff = 2 ^ ((↑n).natAbs - 1)
this : leadingCoeff 2 = 2
⊢ leadingCoeff 2 * 1 * 2 ^ ((↑n + 1).natAbs - 1) = 2 ^ ((↑n + 2).natAbs - 1)

pp: case add_two
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : NeZero 2
n : ℕ
ih1 : (T R (↑n + 1)).leadingCoeff = 2 ^ ((↑n + 1).natAbs - 1)
ih2 : (T R ↑n).leadingCoeff = 2 ^ ((↑n).natAbs - 1)
this : leadingCoeff 2 = 2
⊢ (T R ↑n).degree < (2 * X * T R (↑n + 1)).degree

Tactic:
this

Goal state after:
case add_two
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : NeZero 2
n : ℕ
ih1 : (T R (↑n + 1)).leadingCoeff = 2 ^ ((↑n + 1).natAbs - 1)
ih2 : (T R ↑n).leadingCoeff = 2 ^ ((↑n).natAbs - 1)
this : leadingCoeff 2 = 2
⊢ 2 * 1 * 2 ^ ((↑n + 1).natAbs - 1) = 2 ^ ((↑n + 2).natAbs - 1)

case add_two
R : Type u_1
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : NeZero 2
n : ℕ
ih1 : (T R (↑n + 1)).leadingCoeff = 2 ^ ((↑n + 1).natAbs - 1)
ih2 : (T R ↑n).leadingCoeff = 2 ^ ((↑n).natAbs - 1)
this : leadingCoeff 2 = 2
⊢ (T R ↑n).degree < (2 * X * T R (↑n + 1)).degree