mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.RingTheory.Adjoin.Dimension

Goal state before:
pp: R : Type u
S : Type v
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : StrongRankCondition R
inst✝³ : CommRing S
inst✝² : Algebra R S
A B : Subalgebra R S
inst✝¹ : Free R ↥A
inst✝ : Free R ↥B
ιA : Type v
bA : Basis ιA R ↥A
ιB : Type v
bB : Basis ιB R ↥B
h : toSubmodule (Algebra.adjoin R (↑A ∪ ↑B)) = toSubmodule (Algebra.adjoin R ↑A) * toSubmodule (Algebra.adjoin R ↑B)
⊢ Module.rank R ↥(A ⊔ B) ≤ Module.rank R ↥A * Module.rank R ↥B

Tactic:
A.adjoin_eq_span_basis R bA,

Goal state after:
R : Type u
S : Type v
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : StrongRankCondition R
inst✝³ : CommRing S
inst✝² : Algebra R S
A B : Subalgebra R S
inst✝¹ : Free R ↥A
inst✝ : Free R ↥B
ιA : Type v
bA : Basis ιA R ↥A
ιB : Type v
bB : Basis ιB R ↥B
h :
  toSubmodule (Algebra.adjoin R (↑A ∪ ↑B)) =
    Submodule.span R (Set.range fun i ↦ ↑(bA i)) * toSubmodule (Algebra.adjoin R ↑B)
⊢ Module.rank R ↥(A ⊔ B) ≤ Module.rank R ↥A * Module.rank R ↥B
Module: Mathlib.FieldTheory.IsAlgClosed.Spectrum

Goal state before:
pp: R : Type u
A : Type v
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : Ring A
inst✝¹ : Algebra R A
inst✝ : IsDomain R
p : R[X]
a : A
r : R
r_mem : r ∈ p.roots
r_nu : ¬IsUnit (a - ↑ₐ r)
⊢ ∃ k ∈ σ a, eval k p = 0

Tactic:
exact ⟨r, by rwa [mem_iff, ← IsUnit.sub_iff], (mem_roots'.1 r_mem).2⟩

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.IsAlgClosed.Spectrum

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u
A : Type v
inst✝⁴ : Field 𝕜
inst✝³ : Ring A
inst✝² : Algebra 𝕜 A
inst✝¹ : IsAlgClosed 𝕜
inst✝ : Nontrivial A
I : FiniteDimensional 𝕜 A
a : A
p : 𝕜[X]
h_mon : p.Monic
h_eval_p : (aeval a) p = 0
⊢ ¬IsUnit ((aeval a) p)

Tactic:
rw [h_eval_p]

Goal state after:
𝕜 : Type u
A : Type v
inst✝⁴ : Field 𝕜
inst✝³ : Ring A
inst✝² : Algebra 𝕜 A
inst✝¹ : IsAlgClosed 𝕜
inst✝ : Nontrivial A
I : FiniteDimensional 𝕜 A
a : A
p : 𝕜[X]
h_mon : p.Monic
h_eval_p : (aeval a) p = 0
⊢ ¬IsUnit 0
Module: Mathlib.FieldTheory.IsAlgClosed.Basic

Goal state before:
pp: F : Type u_1
F' : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : Field F'
inst✝⁴ : Field E
inst✝³ : Algebra F F'
inst✝² : Algebra F E
inst✝¹ : Algebra.IsAlgebraic F E
inst✝ : IsAlgClosed F'
h : finrank F F' = 2
⊢ Nonempty (E ≃ₐ[F] F) ∨ Nonempty (E ≃ₐ[F] F')

Tactic:
have emb : E →ₐ[F] F' := lift
  have e := AlgEquiv.ofInjectiveField emb
  have := Subalgebra.isSimpleOrder_of_finrank h
  obtain h | h := IsSimpleOrder.eq_bot_or_eq_top emb.range <;> rw [h] at e
  exacts [.inl ⟨e.trans <| Algebra.botEquiv ..⟩, .inr ⟨e.trans Subalgebra.topEquiv⟩]

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

Goal state before:
pp: case insert
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_4
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
f : ι → End R M
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : IsTorsionFree R M
h : ∀ (l : ι) (χ : ι → R), MapsTo (⇑(f l)) (⨅ i, ↑((f i).maxGenEigenspace (χ i))) (⨅ i, ↑((f i).maxGenEigenspace (χ i)))
χ₁ χ₂ : ι → R
s : Finset (ι → R)
_n : χ₂ ∉ s
ih : Disjoint (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) (s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i))
hχ₁₂✝ : χ₁ ∉ insert χ₂ s
hχ₁₂ : χ₁ ≠ χ₂
hχ₁ : χ₁ ∉ s
⊢ Disjoint (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) ((insert χ₂ s).sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i))

Tactic:
Finset.sup_insert,

Goal state after:
case insert
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_4
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
f : ι → End R M
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : IsTorsionFree R M
h : ∀ (l : ι) (χ : ι → R), MapsTo (⇑(f l)) (⨅ i, ↑((f i).maxGenEigenspace (χ i))) (⨅ i, ↑((f i).maxGenEigenspace (χ i)))
χ₁ χ₂ : ι → R
s : Finset (ι → R)
_n : χ₂ ∉ s
ih : Disjoint (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) (s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i))
hχ₁₂✝ : χ₁ ∉ insert χ₂ s
hχ₁₂ : χ₁ ≠ χ₂
hχ₁ : χ₁ ∉ s
⊢ Disjoint (⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₁ i))
    ((⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ₂ i)) ⊔ s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f i).maxGenEigenspace (χ i))
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Eigenspace.Pi

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_4
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
f✝ : ι → End R M
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : IsTorsionFree R M
h :
  ∀ (l : ι) (χ : ι → R),
    MapsTo (⇑(f✝ l)) (⨅ i, ↑((f✝ i).maxGenEigenspace (χ i))) (⨅ i, ↑((f✝ i).maxGenEigenspace (χ i)))
χ₁ χ₂ : ι → R
s : Finset (ι → R)
_n : χ₂ ∉ s
ih : Disjoint (⨅ i, (f✝ i).maxGenEigenspace (χ₁ i)) (s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f✝ i).maxGenEigenspace (χ i))
hχ₁₂✝ : χ₁ ∉ insert χ₂ s
hχ₁₂ : χ₁ ≠ χ₂
hχ₁ : χ₁ ∉ s
y : M
hy : y ∈ ⨅ i, (f✝ i).maxGenEigenspace (χ₂ i)
z : M
hz : z ∈ s.sup fun χ ↦ ⨅ i, (f✝ i).maxGenEigenspace (χ i)
hx : y + z ∈ ⨅ i, (f✝ i).maxGenEigenspace (χ₁ i)
l : ι
g : End R M := f✝ l - (algebraMap R (End R M)) (χ₂ l)
k✝ : ℕ
hk : (g ^ k✝) y = 0
f : End R M
φ : R
k : ℕ
p : Submodule R M
hp : MapsTo ⇑f ↑p ↑p
⊢ MapsTo (⇑(f - (algebraMap R (End R M)) φ))^[k] ↑p ↑p

Tactic:
exact MapsTo.iterate (fun m hm ↦ p.sub_mem (hp hm) (p.smul_mem _ hm)) k

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.IntermediateField.Adjoin.Basic

Goal state before:
pp: F : Type u_1
inst✝⁶ : Field F
E : Type u_2
inst✝⁵ : Field E
inst✝⁴ : Algebra F E
α : E
K : Type u
inst✝³ : Field K
inst✝² : Algebra F K
L : Type u_3
inst✝¹ : Field L
inst✝ : Algebra K L
⊢ ∀ (x : L), IsAlgebraic (↥⊤) x

Tactic:
intro x
    let xt : (⊤ : IntermediateField K L) := ⟨x, mem_top⟩
    exact isAlgebraic_algebraMap xt

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.Extension

Goal state before:
pp: F : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁵ : Field F
inst✝⁴ : Field K
inst✝³ : Field L
inst✝² : Algebra F L
inst✝¹ : Algebra F K
hA : ∀ (x : K), (map (algebraMap F L) (minpoly F x)).Splits
inst✝ : Algebra.IsAlgebraic F K
x : K
⊢ (Set.range fun ψ ↦ ψ x) = (minpoly F x).rootSet L

Tactic:
ext a
  rw [mem_rootSet_of_ne (minpoly.ne_zero (Algebra.IsIntegral.isIntegral x))]
  refine ⟨fun ⟨ψ, hψ⟩ ↦ ?_, fun ha ↦ IntermediateField.exists_algHom_of_splits_of_aeval
    (fun x ↦ ⟨Algebra.IsIntegral.isIntegral x, hA x⟩) ha⟩
  rw [← hψ, Polynomial.aeval_algHom_apply ψ x, minpoly.aeval, map_zero]

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

Goal state before:
pp: K : Type u_1
R : Type u_2
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
χ : L → R
x : L
m : M
hm : m ∈ (⨅ x, ((toEnd R L M) x).eigenspace (χ x)).carrier
⊢ ⁅x, m⁆ ∈ (⨅ x, ((toEnd R L M) x).eigenspace (χ x)).carrier

Tactic:
by simp_all [smul_comm (χ x)]

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.IntermediateField.Adjoin.Basic

Goal state before:
pp: K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Field L
inst✝ : Algebra K L
x y : L
hx : IsAlgebraic K x
h_mp : minpoly K x = minpoly K y
hy : IsAlgebraic K y
⊢ ((AdjoinRoot.algEquivOfEq K (minpoly K x) (minpoly K y) h_mp).trans (adjoinRootEquivAdjoin K ⋯))
      ((adjoinRootEquivAdjoin K ⋯).symm ((adjoinRootEquivAdjoin K ⋯) (AdjoinRoot.root (minpoly K x)))) =
    AdjoinSimple.gen K y

Tactic:
symm_apply_apply,

Goal state after:
K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Field L
inst✝ : Algebra K L
x y : L
hx : IsAlgebraic K x
h_mp : minpoly K x = minpoly K y
hy : IsAlgebraic K y
⊢ ((AdjoinRoot.algEquivOfEq K (minpoly K x) (minpoly K y) h_mp).trans (adjoinRootEquivAdjoin K ⋯))
      (AdjoinRoot.root (minpoly K x)) =
    AdjoinSimple.gen K y
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Cartan

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
H : LieSubalgebra R L
inst✝⁴ : LieRing.IsNilpotent ↥H
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
x y : L
hx : x ∈ (↑(rootSpace H 0)).carrier
hy : y ∈ (↑(rootSpace H 0)).carrier
xy : ↥(rootSpace H 0) ⊗[R] ↥(rootSpace H 0) := ⟨x, hx⟩ ⊗ₜ[R] ⟨y, hy⟩
this : ↑((rootSpaceProduct R L H 0 0 0 ⋯) xy) ∈ rootSpace H 0
⊢ ⁅x, y⁆ ∈ (↑(rootSpace H 0)).carrier

Tactic:
rootSpaceProduct_tmul,

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝⁴ : LieRing.IsNilpotent ↥H
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
x y : L
hx : x ∈ (↑(rootSpace H 0)).carrier
hy : y ∈ (↑(rootSpace H 0)).carrier
xy : ↥(rootSpace H 0) ⊗[R] ↥(rootSpace H 0) := ⟨x, hx⟩ ⊗ₜ[R] ⟨y, hy⟩
this : ⁅↑⟨x, hx⟩, ↑⟨y, hy⟩⁆ ∈ rootSpace H 0
⊢ ⁅x, y⁆ ∈ (↑(rootSpace H 0)).carrier
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Basic

Goal state before:
pp: R : Type u_2
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
χ : Weight R L M
x : L
⊢ ?m.37

Tactic:
by
    simpa [genWeightSpaceOf, ← Module.End.iSup_genEigenspace_eq] using χ.genWeightSpaceOf_ne_bot x

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

Goal state before:
pp: R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : LieRingModule L M
inst✝³ : LieModule R L M
inst✝² : LieRing.IsNilpotent L
inst✝¹ : IsNoetherian R M
inst✝ : IsArtinian R M
h : ∀ N < ⊤, IsCompl (genWeightSpace (↥N) 0) (posFittingComp R L ↥N)
⊢ IsCompl (genWeightSpace M 0) (posFittingComp R L M)

Tactic:
set M₀ := genWeightSpace M (0 : L → R)

Goal state after:
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R L
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : LieRingModule L M
inst✝³ : LieModule R L M
inst✝² : LieRing.IsNilpotent L
inst✝¹ : IsNoetherian R M
inst✝ : IsArtinian R M
h : ∀ N < ⊤, IsCompl (genWeightSpace (↥N) 0) (posFittingComp R L ↥N)
M₀ : LieSubmodule R L M := genWeightSpace M 0
⊢ IsCompl M₀ (posFittingComp R L M)
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: case smul
ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝³ : Finite ι
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : LieRing L
inst✝ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
y z : L
hy : y ∈ lieSpan R L (range b.e)
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
i : ι
x : L
t : R
u : L
hx✝ : u ∈ lieSpan R L (range b.f)
hu : ⁅b.e i, u⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
⊢ ⁅b.e i, t • u⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower

Tactic:
lie_smul

Goal state after:
case smul
ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝³ : Finite ι
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : LieRing L
inst✝ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
y z : L
hy : y ∈ lieSpan R L (range b.e)
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
i : ι
x : L
t : R
u : L
hx✝ : u ∈ lieSpan R L (range b.f)
hu : ⁅b.e i, u⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
⊢ t • ⁅b.e i, u⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
Module: Mathlib.Algebra.Lie.InvariantForm

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
Φ : LinearMap.BilinForm R M
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : LieModule R L M
⊢ LinearMap.BilinForm.lieInvariant L Φ ↔ Φ ∈ LieModule.maxTrivSubmodule R L (LinearMap.BilinForm R M)

Tactic:
refine ⟨fun h x ↦ ?_, fun h x y z ↦ ?_⟩

Goal state after:
case refine_1
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
Φ : LinearMap.BilinForm R M
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : LieModule R L M
h : LinearMap.BilinForm.lieInvariant L Φ
x : L
⊢ ⁅x, Φ⁆ = 0

case refine_2
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : Module R M
inst✝² : LieRingModule L M
Φ : LinearMap.BilinForm R M
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : LieModule R L M
h : Φ ∈ LieModule.maxTrivSubmodule R L (LinearMap.BilinForm R M)
x : L
y z : M
⊢ (Φ ⁅x, y⁆) z = -(Φ y) ⁅x, z⁆
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Basic

Goal state before:
pp: R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : LieRing L
inst✝⁶ : LieAlgebra R L
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : LieRingModule L M
inst✝² : LieModule R L M
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝ : IsTriangularizable R L M
x : L
⊢ ⨆ φ, genWeightSpaceOf M φ x = ⊤

Tactic:
by
  rw [← LieSubmodule.toSubmodule_inj, LieSubmodule.iSup_toSubmodule,
    LieSubmodule.top_toSubmodule]
  dsimp [genWeightSpaceOf]
  exact IsTriangularizable.maxGenEigenspace_eq_top x

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

Goal state before:
pp: R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
inst✝⁴ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝³ : IsDomain R
inst✝² : IsPrincipalIdealRing R
inst✝¹ : Free R M
inst✝ : Module.Finite R M
χ : L → R
x : L
⊢ (trace R ↥(genWeightSpace M χ)) ((toEnd R L ↥(genWeightSpace M χ)) x) = finrank R ↥(genWeightSpace M χ) • χ x

Tactic:
suffices _root_.IsNilpotent ((toEnd R L (genWeightSpace M χ) x) - χ x • LinearMap.id) by
    replace this := (isNilpotent_trace_of_isNilpotent this).eq_zero
    rwa [map_sub, map_smul, trace_id, sub_eq_zero, smul_eq_mul, mul_comm,
      ← nsmul_eq_mul] at this

Goal state after:
R : Type u_2
L : Type u_3
M : Type u_4
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
inst✝⁴ : LieRing.IsNilpotent L
inst✝³ : IsDomain R
inst✝² : IsPrincipalIdealRing R
inst✝¹ : Free R M
inst✝ : Module.Finite R M
χ : L → R
x : L
⊢ _root_.IsNilpotent ((toEnd R L ↥(genWeightSpace M χ)) x - χ x • LinearMap.id)
Module: Mathlib.Order.BooleanGenerators

Goal state before:
pp: case inr
α : Type u_1
inst✝¹ : CompleteLattice α
S : Set α
inst✝ : IsCompactlyGenerated α
hS : BooleanGenerators S
T : Set α
hT : T ⊆ S
ha : IsAtom (sSup T)
haS : sSup T ≤ sSup S
a : α
haT : a ∈ T
this : a ≤ sSup T
⊢ a ≠ ⊥

Tactic:
exact (hS.isAtom a (hT haT)).1

Goal state after:
Module: Mathlib.FieldTheory.SplittingField.Construction

Goal state before:
pp: K : Type v
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f.natDegree ≠ 0
g : K[X]
hg : f = f.factor * g
⊢ eval₂ (AdjoinRoot.of (f.factor * g).factor) (AdjoinRoot.root (f.factor * g).factor) f.factor *
      eval₂ (AdjoinRoot.of (f.factor * g).factor) (AdjoinRoot.root (f.factor * g).factor) g =
    0

Tactic:
← hg,

Goal state after:
K : Type v
inst✝ : Field K
f : K[X]
hf : f.natDegree ≠ 0
g : K[X]
hg : f = f.factor * g
⊢ eval₂ (AdjoinRoot.of f.factor) (AdjoinRoot.root f.factor) f.factor *
      eval₂ (AdjoinRoot.of f.factor) (AdjoinRoot.root f.factor) g =
    0
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Killing

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_3
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
L' : Type u_4
inst✝² : LieRing L'
inst✝¹ : LieAlgebra R L'
inst✝ : IsKilling R L
e : L ≃ₗ⁅R⁆ L'
⊢ IsKilling R L'

Tactic:
by
  constructor
  ext x'
  simp_rw [LieIdeal.mem_killingCompl, LieModule.traceForm_comm]
  refine ⟨fun hx' ↦ ?_, fun hx y _ ↦ hx ▸ LinearMap.map_zero₂ (killingForm R L') y⟩
  suffices e.symm x' ∈ LinearMap.ker (killingForm R L) by
    rw [IsKilling.ker_killingForm_eq_bot] at this
    simpa [map_zero] using (e : L ≃ₗ[R] L').congr_arg this
  ext y
  replace hx' : ∀ y', killingForm R L' x' y' = 0 := by simpa using hx'
  specialize hx' (e y)
  rwa [← e.apply_symm_apply x', killingForm_of_equiv_apply] at hx'

Goal state after:
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
⊢ traceForm K L M =
    ∑ χ with χ.IsNonZero,
      finrank K ↥(genWeightSpace M ⇑χ) • (Weight.toLinear K L M χ).smulRight (Weight.toLinear K L M χ)

Tactic:
suffices ∑ χ ∈ {χ : Weight K L M | χ.IsZero}, finrank K (genWeightSpace M χ) •
      (χ : L →ₗ[K] K).smulRight (χ : L →ₗ[K] K) = 0 by
    rw [traceForm_eq_sum_finrank_nsmul,
      ← Finset.sum_filter_add_sum_filter_not (p := fun χ : Weight K L M ↦ χ.IsNonZero)]
    simp [this]
  refine Finset.sum_eq_zero fun χ hχ ↦ ?_
  replace hχ : (χ : L →ₗ[K] K) = 0 := by simpa [← Weight.coe_toLinear_eq_zero_iff] using hχ
  simp [hχ]

Goal state after:
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: motive : ℤ → Prop
zero : motive 0
one : motive 1
add_two : ∀ (n : ℕ), motive (↑n + 1) → motive ↑n → motive (↑n + 2)
neg : ∀ (n : ℤ), motive n → motive (-n)
neg' : ∀ (n : ℤ), motive (-n) → motive n
⊢ ∀ (n : ℕ), motive (-↑n) → motive (-↑n + 1) → motive (-↑n - 1)

Tactic:
intro n h₀ h₁

Goal state after:
motive : ℤ → Prop
zero : motive 0
one : motive 1
add_two : ∀ (n : ℕ), motive (↑n + 1) → motive ↑n → motive (↑n + 2)
neg : ∀ (n : ℤ), motive n → motive (-n)
neg' : ∀ (n : ℤ), motive (-n) → motive n
n : ℕ
h₀ : motive (-↑n)
h₁ : motive (-↑n + 1)
⊢ motive (-↑n - 1)
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝ : CommRing R
⊢ T R (-1) = X

Tactic:
by
  change T R (Int.negSucc 0) = X
  rw [T]
  suffices 2 * X - X = X by simpa
  ring

Goal state after:
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✝ : CharZero K
α : Weight K (↥H) L
hα : α.IsNonZero
contra : 1 < finrank K ↥(rootSpace H ⇑α)
h e f : L
ht : IsSl2Triple h e f
heα : e ∈ rootSpace H ⇑α
hfα : f ∈ rootSpace H (-⇑α)
F : ↥(rootSpace H ⇑α) →ₗ[K] K := (killingForm K L) f ∘ₗ (↑(rootSpace H ⇑α)).subtype
hF : F.ker ≠ ⊥
y : L
hyα : y ∈ rootSpace H ⇑α
hy : ⟨y, hyα⟩ ∈ F.ker
hy₀ : ⟨y, hyα⟩ ≠ 0
⊢ ((killingForm K L) y) f = 0

Tactic:
simpa [F, traceForm_comm] using! hy

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R 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✝ : CharZero K
α : Weight K (↥H) L
hα : α.IsNonZero
h : ↥H
h' e f : L
ht : IsSl2Triple h' e f
heα : e ∈ rootSpace H ⇑α
hfα : f ∈ rootSpace H (-⇑α)
c₁ c₂ c₃ : K
hx : c₁ • e + c₂ • f + c₃ • ⁅e, f⁆ ∈ sl2SubalgebraOfRoot hα
⊢ ∃ c₁_1 c₂_1 c₃_1, c₁ • ⁅↑h, e⁆ + c₂ • ⁅↑h, f⁆ + ⁅↑h, c₃ • ⁅e, f⁆⁆ = c₁_1 • e + c₂_1 • f + c₃_1 • ⁅e, f⁆

Tactic:
lie_smul

Goal state after:
R : Type u_1
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁹ : CommRing R
inst✝⁸ : LieRing L
inst✝⁷ : LieAlgebra R 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✝ : CharZero K
α : Weight K (↥H) L
hα : α.IsNonZero
h : ↥H
h' e f : L
ht : IsSl2Triple h' e f
heα : e ∈ rootSpace H ⇑α
hfα : f ∈ rootSpace H (-⇑α)
c₁ c₂ c₃ : K
hx : c₁ • e + c₂ • f + c₃ • ⁅e, f⁆ ∈ sl2SubalgebraOfRoot hα
⊢ ∃ c₁_1 c₂_1 c₃_1, c₁ • ⁅↑h, e⁆ + c₂ • ⁅↑h, f⁆ + c₃ • ⁅↑h, ⁅e, f⁆⁆ = c₁_1 • e + c₂_1 • f + c₃_1 • ⁅e, f⁆
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝ : CommRing R
⊢ S R 0 = 1

Tactic:
simp [S]

Goal state after:
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝ : CommRing R
⊢ S R 1 = X

Tactic:
simp [S]

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁷ : Finite ι
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
inst✝³ : Fintype ι
inst✝² : IsDomain R
inst✝¹ : CharZero R
inst✝ : IsTorsionFree R L
this : IsLieAbelian ↥H := isLieAbelian_cartan b
U : LieSubmodule R (↥H) L := ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑((-b.baseSupp) i))
hU : U = ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑((-b.baseSupp) i))
V : LieSubmodule R (↥H) L := ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
hV : V = ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
s0 : Set (↥H → R) := {0}
hs0 : s0 = {0}
sU : Set (↥H → R) := {f | ∃ n, n ≠ 0 ∧ f = ⇑(∑ i, n i • (-b.baseSupp) i)}
hsU : sU = {f | ∃ n, n ≠ 0 ∧ f = ⇑(∑ i, n i • (-b.baseSupp) i)}
sV : Set (↥H → R) := {f | ∃ n, n ≠ 0 ∧ f = ⇑(∑ i, n i • b.baseSupp i)}
hsV : sV = {f | ∃ n, n ≠ 0 ∧ f = ⇑(∑ i, n i • b.baseSupp i)}
hs0' : rootSpace H 0 = ⨆ i ∈ s0, LieModule.genWeightSpace L i
hsU' : U = ⨆ i ∈ sU, LieModule.genWeightSpace L i
hsV' : V = ⨆ i ∈ sV, LieModule.genWeightSpace L i
⊢ iSupIndep ![rootSpace H 0, U, V]

Tactic:
have hU0 : Disjoint s0 sU := by
    suffices ∀ g ∈ sU, g ≠ 0 by
      refine Set.disjoint_iff_forall_ne.mpr fun f hf g hg ↦ ?_
      obtain ⟨rfl⟩ : f = 0 := by simpa [hs0] using hf
      exact (this _ hg).symm
    intro g hg contra
    obtain ⟨n, hn, rfl⟩ : ∃ n : ι → ℕ, n ≠ 0 ∧ g = -∑ i, n i • b.baseSupp i := by
      simpa [hsU] using hg
    rw [neg_eq_zero, LinearMap.coe_zero_iff] at contra
    have := Fintype.linearIndependent_iff.mp b.linearIndependent_baseSupp ((↑) ∘ n)
      (by simpa [Nat.cast_smul_eq_nsmul])
    exact hn <| funext fun i ↦ by simpa using this i

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁷ : Finite ι
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
b : Basis ι H
inst✝³ : Fintype ι
inst✝² : IsDomain R
inst✝¹ : CharZero R
inst✝ : IsTorsionFree R L
this : IsLieAbelian ↥H := isLieAbelian_cartan b
U : LieSubmodule R (↥H) L := ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑((-b.baseSupp) i))
hU : U = ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑((-b.baseSupp) i))
V : LieSubmodule R (↥H) L := ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
hV : V = ⨆ n, ⨆ (_ : n ≠ 0), rootSpace H (∑ i, n i • ⇑(b.baseSupp i))
s0 : Set (↥H → R) := {0}
hs0 : s0 = {0}
sU : Set (↥H → R) := {f | ∃ n, n ≠ 0 ∧ f = ⇑(∑ i, n i • (-b.baseSupp) i)}
hsU : sU = {f | ∃ n, n ≠ 0 ∧ f = ⇑(∑ i, n i • (-b.baseSupp) i)}
sV : Set (↥H → R) := {f | ∃ n, n ≠ 0 ∧ f = ⇑(∑ i, n i • b.baseSupp i)}
hsV : sV = {f | ∃ n, n ≠ 0 ∧ f = ⇑(∑ i, n i • b.baseSupp i)}
hs0' : rootSpace H 0 = ⨆ i ∈ s0, LieModule.genWeightSpace L i
hsU' : U = ⨆ i ∈ sU, LieModule.genWeightSpace L i
hsV' : V = ⨆ i ∈ sV, LieModule.genWeightSpace L i
hU0 : Disjoint s0 sU
⊢ iSupIndep ![rootSpace H 0, U, V]
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝ : CommRing R
n : ℤ
k : ℕ
⊢ (2 * ↑k + 1) * eval 1 ((⇑derivative)^[k + 1] (T R n)) = (↑n ^ 2 - ↑k ^ 2) * eval 1 ((⇑derivative)^[k] (T R n))

Tactic:
have h := one_sub_X_sq_mul_iterate_derivative_T_eval (R := R) n k 1

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝ : CommRing R
n : ℤ
k : ℕ
h :
  (1 - 1 ^ 2) * eval 1 ((⇑derivative)^[k + 2] (T R n)) =
    (2 * ↑k + 1) * 1 * eval 1 ((⇑derivative)^[k + 1] (T R n)) - (↑n ^ 2 - ↑k ^ 2) * eval 1 ((⇑derivative)^[k] (T R n))
⊢ (2 * ↑k + 1) * eval 1 ((⇑derivative)^[k + 1] (T R n)) = (↑n ^ 2 - ↑k ^ 2) * eval 1 ((⇑derivative)^[k] (T R n))
Module: Mathlib.Algebra.Order.GroupWithZero.WithZero

Goal state before:
pp: α : Type u_1
inst✝² : Mul α
inst✝¹ : Preorder α
inst✝ : MulLeftStrictMono α
x : α
hx : 0 < ↑x
a b : α
h : ↑a < ↑b
⊢ ↑x * ↑a < ↑x * ↑b

Tactic:
by norm_cast at h ⊢; gcongr

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Order.GroupWithZero.WithZero

Goal state before:
pp: α : Type u_1
inst✝² : Mul α
inst✝¹ : Preorder α
inst✝ : MulRightStrictMono α
x : α
hx : 0 < ↑x
a b : α
h : ↑a < ↑b
⊢ ↑a * ↑x < ↑b * ↑x

Tactic:
by norm_cast at h ⊢; gcongr

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Order.GroupWithZero.WithZero

Goal state before:
pp: α : Type u_1
inst✝² : Mul α
inst✝¹ : Preorder α
inst✝ : MulLeftMono α
x : α
hx : 0 ≤ ↑x
a b : α
h : ↑a ≤ ↑b
⊢ ↑x * ↑a ≤ ↑x * ↑b

Tactic:
by norm_cast at h ⊢; gcongr

Goal state after:
Module: Mathlib.Algebra.Order.GroupWithZero.WithZero

Goal state before:
pp: α : Type u_1
inst✝² : Mul α
inst✝¹ : Preorder α
inst✝ : MulRightMono α
x : α
hx : 0 ≤ ↑x
a b : α
h : ↑a ≤ ↑b
⊢ ↑a * ↑x ≤ ↑b * ↑x

Tactic:
by norm_cast at h ⊢; gcongr

Goal state after: