mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Nilpotent

Goal state before:
pp: R : Type u
L : Type v
M : Type w
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
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
f : L →ₗ⁅R⁆ L₂
g : M →ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
hf_surj : Surjective ⇑f
hg_surj : Surjective ⇑g
k : ℕ
ih : ↑(lowerCentralSeries R L₂ M₂ k) ≤ Submodule.map g ↑(lowerCentralSeries R L M k)
this :
  {m | ∃ x, ∃ n ∈ ↑(lowerCentralSeries R L M k), ⁅x, g n⁆ = m} ⊆
    ⇑g '' {m | ∃ x, ∃ n ∈ ↑(lowerCentralSeries R L M k), ⁅x, n⁆ = m}
⊢ {x | ∃ x_1, ∃ n ∈ ↑(lowerCentralSeries R L₂ M₂ k), ⁅x_1, n⁆ = x} ⊆
    {m | ∃ x, ∃ n ∈ ↑(lowerCentralSeries R L M k), ⁅x, g n⁆ = m}

Tactic:
rintro m₁ ⟨x, n, hn, rfl⟩

Goal state after:
R : Type u
L : Type v
M : Type w
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
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁵ : LieRing L₂
inst✝⁴ : LieAlgebra R L₂
inst✝³ : AddCommGroup M₂
inst✝² : Module R M₂
inst✝¹ : LieRingModule L₂ M₂
f : L →ₗ⁅R⁆ L₂
g : M →ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
inst✝ : LieModule R L₂ M₂
hf_surj : Surjective ⇑f
hg_surj : Surjective ⇑g
k : ℕ
ih : ↑(lowerCentralSeries R L₂ M₂ k) ≤ Submodule.map g ↑(lowerCentralSeries R L M k)
this :
  {m | ∃ x, ∃ n ∈ ↑(lowerCentralSeries R L M k), ⁅x, g n⁆ = m} ⊆
    ⇑g '' {m | ∃ x, ∃ n ∈ ↑(lowerCentralSeries R L M k), ⁅x, n⁆ = m}
x : L₂
n : M₂
hn : n ∈ ↑(lowerCentralSeries R L₂ M₂ k)
⊢ ⁅x, n⁆ ∈ {m | ∃ x, ∃ n ∈ ↑(lowerCentralSeries R L M k), ⁅x, g n⁆ = m}
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Nilpotent

Goal state before:
pp: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹³ : CommRing R
inst✝¹² : LieRing L
inst✝¹¹ : LieAlgebra R L
inst✝¹⁰ : AddCommGroup M
inst✝⁹ : Module R M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
inst✝⁷ : LieModule R L M
L₂ : Type u_1
M₂ : Type u_2
inst✝⁶ : LieRing L₂
inst✝⁵ : LieAlgebra R L₂
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L₂ M₂
f : L →ₗ⁅R⁆ L₂
g : M →ₗ[R] M₂
hfg : ∀ (x : L) (m : M), ⁅f x, g m⁆ = g ⁅x, m⁆
inst✝¹ : LieModule R L₂ M₂
hf_surj : Surjective ⇑f
hg_surj : Surjective ⇑g
inst✝ : LieModule.IsNilpotent L M
⊢ LieModule.IsNilpotent L₂ M₂

Tactic:
by
  obtain ⟨k, hk⟩ := IsNilpotent.nilpotent R L M
  rw [isNilpotent_iff R]
  use k
  rw [← LieSubmodule.toSubmodule_inj] at hk ⊢
  simp [← hf_surj.lieModule_lcs_map_eq hfg hg_surj k, hk]

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

Goal state before:
pp: R : Type u
L : Type v
L' : Type w
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : LieRing L
inst✝² : LieAlgebra R L
inst✝¹ : LieRing L'
inst✝ : LieAlgebra R L'
h₁ : LieRing.IsNilpotent L
f : L →ₗ⁅R⁆ L'
h₂ : Surjective ⇑f
⊢ LieRing.IsNilpotent L'

Tactic:
by
  rw [LieRing.IsNilpotent, LieModule.isNilpotent_iff R] at h₁ ⊢
  peel h₁ with k hk
  rw [← LieIdeal.lowerCentralSeries_map_eq k h₂, hk]
  simp only [LieIdeal.map_eq_bot_iff, bot_le]

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

Goal state before:
pp: case h
F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
a✝ : Algebra.EssFiniteType F E
x : ↥(Algebra.EssFiniteType.subalgebra F E)
s : ↥(Algebra.EssFiniteType.submonoid F E)
x✝ : IsLocalization.mk' E x s ∈ ⊤
hs : ↑↑s ≠ 0
H : IsLocalization.mk' E x s = ↑x / ↑↑s
⊢ IsLocalization.mk' E x s ∈ adjoin F ↑(Algebra.EssFiniteType.finset F E)

Tactic:
rw [H]

Goal state after:
case h
F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
a✝ : Algebra.EssFiniteType F E
x : ↥(Algebra.EssFiniteType.subalgebra F E)
s : ↥(Algebra.EssFiniteType.submonoid F E)
x✝ : IsLocalization.mk' E x s ∈ ⊤
hs : ↑↑s ≠ 0
H : IsLocalization.mk' E x s = ↑x / ↑↑s
⊢ ↑x / ↑↑s ∈ adjoin F ↑(Algebra.EssFiniteType.finset F E)
Module: Mathlib.FieldTheory.SplittingField.IsSplittingField

Goal state before:
pp: K : Type v
L : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Algebra K L
f : K[X]
inst✝ : IsSplittingField K L f
h : ⊤ = ⊥
⊢ f.Splits

Tactic:
← Polynomial.map_id (p := f),

Goal state after:
K : Type v
L : Type w
inst✝³ : Field K
inst✝² : Field L
inst✝¹ : Algebra K L
f : K[X]
inst✝ : IsSplittingField K L f
h : ⊤ = ⊥
⊢ (Polynomial.map (RingHom.id K) f).Splits
Module: Mathlib.FieldTheory.IntermediateField.Adjoin.Defs

Goal state before:
pp: F : Type u_1
inst✝⁴ : Field F
E : Type u_2
inst✝³ : Field E
inst✝² : Algebra F E
K : Type u_3
inst✝¹ : Semiring K
inst✝ : Algebra F K
s : Set E
φ₁ φ₂ : ↥(adjoin F s) →ₐ[F] K
h : ∀ (x : E) (hx : x ∈ s), φ₁ ⟨x, ⋯⟩ = φ₂ ⟨x, ⋯⟩
x✝⁴ : ↥(adjoin F s)
x : E
hx : x ∈ adjoin F s
x✝³ x✝² : E
x✝¹ : x✝³ ∈ adjoin F s
x✝ : x✝² ∈ adjoin F s
h₁ : φ₁ ⟨x✝³, x✝¹⟩ = φ₂ ⟨x✝³, x✝¹⟩
h₂ : φ₁ ⟨x✝², x✝⟩ = φ₂ ⟨x✝², x✝⟩
⊢ φ₁ ⟨x✝³ + x✝², ⋯⟩ = φ₂ ⟨x✝³ + x✝², ⋯⟩

Tactic:
convert! congr_arg₂ (· + ·) h₁ h₂ <;> rw [← map_add]

Goal state after:
case e'_2
F : Type u_1
inst✝⁴ : Field F
E : Type u_2
inst✝³ : Field E
inst✝² : Algebra F E
K : Type u_3
inst✝¹ : Semiring K
inst✝ : Algebra F K
s : Set E
φ₁ φ₂ : ↥(adjoin F s) →ₐ[F] K
h : ∀ (x : E) (hx : x ∈ s), φ₁ ⟨x, ⋯⟩ = φ₂ ⟨x, ⋯⟩
x✝⁴ : ↥(adjoin F s)
x : E
hx : x ∈ adjoin F s
x✝³ x✝² : E
x✝¹ : x✝³ ∈ adjoin F s
x✝ : x✝² ∈ adjoin F s
h₁ : φ₁ ⟨x✝³, x✝¹⟩ = φ₂ ⟨x✝³, x✝¹⟩
h₂ : φ₁ ⟨x✝², x✝⟩ = φ₂ ⟨x✝², x✝⟩
⊢ φ₁ ⟨x✝³ + x✝², ⋯⟩ = φ₁ (⟨x✝³, x✝¹⟩ + ⟨x✝², x✝⟩)

case e'_3
F : Type u_1
inst✝⁴ : Field F
E : Type u_2
inst✝³ : Field E
inst✝² : Algebra F E
K : Type u_3
inst✝¹ : Semiring K
inst✝ : Algebra F K
s : Set E
φ₁ φ₂ : ↥(adjoin F s) →ₐ[F] K
h : ∀ (x : E) (hx : x ∈ s), φ₁ ⟨x, ⋯⟩ = φ₂ ⟨x, ⋯⟩
x✝⁴ : ↥(adjoin F s)
x : E
hx : x ∈ adjoin F s
x✝³ x✝² : E
x✝¹ : x✝³ ∈ adjoin F s
x✝ : x✝² ∈ adjoin F s
h₁ : φ₁ ⟨x✝³, x✝¹⟩ = φ₂ ⟨x✝³, x✝¹⟩
h₂ : φ₁ ⟨x✝², x✝⟩ = φ₂ ⟨x✝², x✝⟩
⊢ φ₂ ⟨x✝³ + x✝², ⋯⟩ = φ₂ (⟨x✝³, x✝¹⟩ + ⟨x✝², x✝⟩)
Module: Mathlib.FieldTheory.IntermediateField.Adjoin.Defs

Goal state before:
pp: F : Type u_1
inst✝³ : Field F
E : Type u_2
inst✝² : Field E
inst✝¹ : Algebra F E
ι : Sort u_3
inst✝ : Finite ι
S : ι → IntermediateField F E
h : ∀ (i : ι), (S i).FG
⊢ (⨆ i, S i).FG

Tactic:
choose s hs using h

Goal state after:
F : Type u_1
inst✝³ : Field F
E : Type u_2
inst✝² : Field E
inst✝¹ : Algebra F E
ι : Sort u_3
inst✝ : Finite ι
S : ι → IntermediateField F E
s : ι → Finset E
hs : ∀ (i : ι), adjoin F ↑(s i) = S i
⊢ (⨆ i, S i).FG
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Eigenspace.Triangularizable

Goal state before:
pp: R : Type u_3
M : Type u_4
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Nontrivial M
f : End R M
k : ℕ∞
hf : ⨆ μ, (f.genEigenspace μ) k = ⊤
this : ∃ μ, f.HasUnifEigenvalue μ k
⊢ ∃ μ, f.HasEigenvalue μ

Tactic:
peel this with μ hμ
    exact HasUnifEigenvalue.lt zero_lt_one hμ

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

Goal state before:
pp: k : Type u
inst✝¹⁸ : Field k
K✝ : Type u
inst✝¹⁷ : Field K✝
L : Type v
M : Type w
inst✝¹⁶ : Field L
inst✝¹⁵ : Algebra K✝ L
inst✝¹⁴ : Field M
inst✝¹³ : Algebra K✝ M
inst✝¹² : IsAlgClosed M
inst✝¹¹ : Algebra.IsAlgebraic K✝ L
R : Type u
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : IsDomain R
S : Type v
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : IsDomain S
inst✝⁶ : Algebra R S
inst✝⁵ : Algebra R M
inst✝⁴ : IsTorsionFree R S
inst✝³ : IsTorsionFree R M
inst✝² : Algebra.IsAlgebraic R S
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
inst✝ : IsAlgClosed K
hfin : Fintype K
n : ℕ := Fintype.card K
f : K[X] := X ^ (n + 1) - 1
⊢ ↑(n + 1) ≠ 0

Tactic:
by simp [n]

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

Goal state before:
pp: case pos
K : Type u_1
V : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
p : Submodule K V
f : End K V
inst✝ : FiniteDimensional K V
h : ∀ x ∈ p, f x ∈ p
k : ℕ∞
m : K →₀ V
hm₂ : ∀ (i : K), m i ∈ (f.genEigenspace i) k
hm₀ : (m.sum fun _i xi ↦ xi) ∈ p
hm₁ : (m.sum fun _i xi ↦ xi) ∈ ⨆ μ, (f.genEigenspace μ) k
μ : K
hμ : μ ∈ m.support
⊢ m μ ∈ p

Tactic:
have hm₂_aux := hm₂

Goal state after:
case pos
K : Type u_1
V : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
p : Submodule K V
f : End K V
inst✝ : FiniteDimensional K V
h : ∀ x ∈ p, f x ∈ p
k : ℕ∞
m : K →₀ V
hm₂ : ∀ (i : K), m i ∈ (f.genEigenspace i) k
hm₀ : (m.sum fun _i xi ↦ xi) ∈ p
hm₁ : (m.sum fun _i xi ↦ xi) ∈ ⨆ μ, (f.genEigenspace μ) k
μ : K
hμ : μ ∈ m.support
hm₂_aux : ∀ (i : K), m i ∈ (f.genEigenspace i) k
⊢ m μ ∈ p
Module: Mathlib.FieldTheory.Extension

Goal state before:
pp: F : Type u_1
E : Type u_2
K : Type u_3
inst✝⁴ : Field F
inst✝³ : Field E
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra F E
inst✝ : Algebra F K
alg : Algebra.IsAlgebraic F E
h : ∀ (S : Finset E), ∃ σ, ↑S ⊆ ↑σ.carrier
this✝ : ⊥.IsExtendible
ϕ : Lifts F E K
hϕ : Maximal (fun x ↦ x ∈ {ϕ | ϕ.IsExtendible}) ϕ
this : ϕ.carrier ≠ ⊤
α : E
hα : α ∉ ϕ.carrier
x✝ : Algebra (↥ϕ.carrier) K := ϕ.emb.toAlgebra
⊢ False

Tactic:
let Λ := ϕ.carrier⟮α⟯ →ₐ[ϕ.carrier] K

Goal state after:
F : Type u_1
E : Type u_2
K : Type u_3
inst✝⁴ : Field F
inst✝³ : Field E
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra F E
inst✝ : Algebra F K
alg : Algebra.IsAlgebraic F E
h : ∀ (S : Finset E), ∃ σ, ↑S ⊆ ↑σ.carrier
this✝ : ⊥.IsExtendible
ϕ : Lifts F E K
hϕ : Maximal (fun x ↦ x ∈ {ϕ | ϕ.IsExtendible}) ϕ
this : ϕ.carrier ≠ ⊤
α : E
hα : α ∉ ϕ.carrier
x✝ : Algebra (↥ϕ.carrier) K := ϕ.emb.toAlgebra
Λ : Type (max u_2 u_3) := ↥(↥ϕ.carrier)⟮α⟯ →ₐ[↥ϕ.carrier] K
⊢ False
Module: Mathlib.FieldTheory.IntermediateField.Adjoin.Basic

Goal state before:
pp: F : Type u_1
inst✝² : Field F
E : Type u_2
inst✝¹ : Field E
inst✝ : Algebra F E
K : IntermediateField F E
⊢ finrank (↥K) E = 1 ↔ K = ⊤

Tactic:
by
  refine ⟨?_, (· ▸ IntermediateField.finrank_top)⟩
  rw [← Subalgebra.bot_eq_top_iff_finrank_eq_one, ← top_le_iff, ← top_le_iff]
  intro H x _
  obtain ⟨x, rfl⟩ := @H x IntermediateField.mem_top
  exact x.2

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

Goal state before:
pp: case succ
F : Type u_1
inst✝³ : Field F
E : Type u_2
inst✝² : Field E
inst✝¹ : Algebra F E
inst✝ : Algebra.IsAlgebraic F E
hnfd : ¬FiniteDimensional F E
n : ℕ
L : IntermediateField F E
fin : FiniteDimensional F ↥L
hn : n < finrank F ↥L
x : E
hx : x ∉ L
L' : IntermediateField F E := L ⊔ F⟮x⟯
this : FiniteDimensional F ↥F⟮x⟯
h : ¬n + 1 < finrank F ↥L'
h1 : L = L'
h2 : F⟮x⟯ ≤ L'
⊢ False

Tactic:
exact hx <| (h1.symm ▸ h2) <| mem_adjoin_simple_self F x

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

Goal state before:
pp: case mp
R : Type u
L : Type v
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : LieRing L
inst✝ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
h : H.IsCartanSubalgebra
h₁ : LieRing.IsNilpotent ↥H
k : ℕ
hk : H.toLieSubmodule ≤ LieSubmodule.ucs k ⊥
⊢ H.toLieSubmodule.IsUcsLimit

Tactic:
replace hk : H.toLieSubmodule = LieSubmodule.ucs k ⊥ :=
      le_antisymm hk
        (LieSubmodule.ucs_le_of_normalizer_eq_self H.normalizer_eq_self_of_isCartanSubalgebra k)

Goal state after:
case mp
R : Type u
L : Type v
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : LieRing L
inst✝ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
h : H.IsCartanSubalgebra
h₁ : LieRing.IsNilpotent ↥H
k : ℕ
hk : H.toLieSubmodule = LieSubmodule.ucs k ⊥
⊢ H.toLieSubmodule.IsUcsLimit
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Sl2

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
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
h e f : L
inst✝ : IsAddTorsionFree M
t : IsSl2Triple h e f
m : M
μ ρ : R
hm : m ≠ 0
hm' : ⁅h, m⁆ = μ • m
he : ⁅e, m⁆ = ρ • m
⊢ 2 • ⁅e, m⁆ = 0

Tactic:
← nsmul_lie,

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
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
h e f : L
inst✝ : IsAddTorsionFree M
t : IsSl2Triple h e f
m : M
μ ρ : R
hm : m ≠ 0
hm' : ⁅h, m⁆ = μ • m
he : ⁅e, m⁆ = ρ • m
⊢ ⁅2 • e, m⁆ = 0
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Sl2

Goal state before:
pp: case mem.mem.inl.inr.inl
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
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
h x y u v : L
t : IsSl2Triple h u v
__spread✝⁻⁰ : Submodule R L := span R {u, v, h}
⊢ h ∈ span R {u, v, h}

Tactic:
apply subset_span

Goal state after:
case mem.mem.inl.inr.inl
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
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
h x y u v : L
t : IsSl2Triple h u v
__spread✝⁻⁰ : Submodule R L := ⋯
⊢ h ∈ {u, v, h}
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Sl2

Goal state before:
pp: case mem.mem.inr.inl.inl
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
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
h x y u v : L
t : IsSl2Triple h v u
__spread✝⁻⁰ : Submodule R L := span R {v, u, h}
⊢ h ∈ span R {v, u, h}

Tactic:
apply subset_span

Goal state after:
case mem.mem.inr.inl.inl
R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
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
h x y u v : L
t : IsSl2Triple h v u
__spread✝⁻⁰ : Submodule R L := ⋯
⊢ h ∈ {v, u, h}
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Sl2

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : LieRing L
inst✝⁸ : LieAlgebra R L
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module R M
inst✝⁵ : LieRingModule L M
inst✝⁴ : LieModule R L M
h e f : L
m : M
μ : R
t : IsSl2Triple h e f
P : t.HasPrimitiveVectorWith m μ
inst✝³ : IsNoetherian R M
inst✝² : IsTorsionFree R M
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : CharZero R
this : ∃ n, ((toEnd R L M) f ^ n) m = 0
⊢ ∃ n, μ = ↑n

Tactic:
by
    obtain ⟨n, hn₁, hn₂⟩ := Nat.exists_not_and_succ_of_not_zero_of_exists P.ne_zero this
    refine ⟨n, ?_⟩
    have := lie_e_pow_succ_toEnd_f P n
    rw [hn₂, lie_zero, eq_comm, smul_eq_zero_iff_left hn₁, mul_eq_zero, sub_eq_zero] at this
    exact this.resolve_left <| Nat.cast_add_one_ne_zero n

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : LieRing L
inst✝² : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝¹ : LieRing.IsNilpotent ↥H
inst✝ : IsNoetherian R L
⊢ H.IsCartanSubalgebra → zeroRootSubalgebra R L H = H

Tactic:
intros; simp

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝² : LieRing.IsNilpotent ↥H
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsNoetherian R L
α : ↥H → R
x : ↥H
s : Set ↥H := {x | ∃ y ∈ rootSpace H α, ∃ z ∈ rootSpace H (-α), ⁅y, z⁆ = ↑x}
u : L
⊢ u ∈ ⇑H.subtype '' s ↔ u ∈ {x | ∃ y ∈ rootSpace H α, ∃ z ∈ rootSpace H (-α), ⁅y, z⁆ = x}

Tactic:
simp only [Submodule.coe_subtype, mem_image, Subtype.exists, LieSubalgebra.mem_toSubmodule,
    exists_and_right, exists_eq_right, mem_ofPred_eq, s]

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁵ : CommRing R
inst✝⁴ : LieRing L
inst✝³ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝² : LieRing.IsNilpotent ↥H
inst✝¹ : H.IsCartanSubalgebra
inst✝ : IsNoetherian R L
α : ↥H → R
x : ↥H
s : Set ↥H := {x | ∃ y ∈ rootSpace H α, ∃ z ∈ rootSpace H (-α), ⁅y, z⁆ = ↑x}
u : L
⊢ (∃ (x : u ∈ H), ⟨u, ⋯⟩ ∈ {x | ∃ y ∈ rootSpace H α, ∃ z ∈ rootSpace H (-α), ⁅y, z⁆ = ↑x}) ↔
    ∃ y ∈ rootSpace H α, ∃ z ∈ rootSpace H (-α), ⁅y, z⁆ = u
Module: Mathlib.Algebra.Lie.InvariantForm

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
M : Type u_3
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : LieRing L
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : LieRingModule L M
Φ : LinearMap.BilinForm R M
hΦ_nondeg : Φ.Nondegenerate
hΦ_inv : LinearMap.BilinForm.lieInvariant L Φ
N : LieSubmodule R L M
x : L
y : M
this : (∀ n ∈ N, (Φ n) y = 0) → ∀ n ∈ N, (Φ n) ⁅x, y⁆ = 0
⊢ y ∈ (Φ.orthogonal ↑N).carrier → ⁅x, y⁆ ∈ (Φ.orthogonal ↑N).carrier

Tactic:
by
      simpa only [
        AddSubsemigroup.mem_carrier, AddSubmonoid.mem_toSubsemigroup, Submodule.mem_toAddSubmonoid,
        LinearMap.BilinForm.mem_orthogonal_iff, LieSubmodule.mem_toSubmodule]

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

Goal state before:
pp: case neg
K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra K L
inst✝ : Module.Finite K L
Φ : LinearMap.BilinForm K L
hΦ_nondeg : Φ.Nondegenerate
hΦ_inv : LinearMap.BilinForm.lieInvariant L Φ
hΦ_refl : Φ.IsRefl
hL : ∀ (I : LieIdeal K L), IsAtom I → ¬IsLieAbelian ↥I
I : LieIdeal K L
hI : ¬I = ⊥
J : LieIdeal K L
hJ : IsAtom J
hJI : J ≤ I
J' : LieSubmodule K L L := orthogonal Φ hΦ_inv J
⊢ I ≤ J ⊔ J' ⊓ I

Tactic:
suffices J ⊔ J' = ⊤ by rw [← sup_inf_assoc_of_le _ hJI, this, top_inf_eq]

Goal state after:
case neg
K : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : Field K
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra K L
inst✝ : Module.Finite K L
Φ : LinearMap.BilinForm K L
hΦ_nondeg : Φ.Nondegenerate
hΦ_inv : LinearMap.BilinForm.lieInvariant L Φ
hΦ_refl : Φ.IsRefl
hL : ∀ (I : LieIdeal K L), IsAtom I → ¬IsLieAbelian ↥I
I : LieIdeal K L
hI : ¬I = ⊥
J : LieIdeal K L
hJ : IsAtom J
hJI : J ≤ I
J' : LieSubmodule K L L := orthogonal Φ hΦ_inv J
⊢ J ⊔ J' = ⊤
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Semisimple.Basic

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : LieRing L
inst✝ : LieAlgebra R L
⊢ HasTrivialRadical R L ↔ ∀ (I : LieIdeal R L), IsLieAbelian ↥I → I = ⊥

Tactic:
rw [hasTrivialRadical_iff_no_solvable_ideals]
  constructor <;> intro h₁ I h₂
  · exact h₁ _ <| LieAlgebra.ofAbelianIsSolvable I
  · rw [← abelian_of_solvable_ideal_eq_bot_iff]
    exact h₁ _ <| abelian_derivedAbelianOfIdeal I

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.BilinearForm.Orthogonal

Goal state before:
pp: V : Type u_5
K : Type u_6
inst✝³ : Field K
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module K V
inst✝ : FiniteDimensional K V
B : BilinForm K V
W : Submodule K V
b₁ : B.IsRefl
b₂ : (B.restrict W).Nondegenerate
b₃ : B.Nondegenerate
h : W = ⊤
x : V
hx : x ∈ B.orthogonal ⊤
y : V
⊢ (B y) x = 0

Tactic:
simpa using! hx y

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

Goal state before:
pp: case lie.a.a
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 u v : L
hu : u ∈ lieSpan R L (range b.f)
hv : v ∈ lieSpan R L (range b.f)
hu' : ⁅b.e i, u⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
hv' : ⁅b.e i, v⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
w₁ : L
hw₁ : w₁ ∈ H
w₂ : L
hw₂ : w₂ ∈ b.borelLower
hwu : w₁ + w₂ = ⁅b.e i, u⁆
w₃ : L
hw₃ : w₃ ∈ H
w₄ : L
hw₄ : w₄ ∈ b.borelLower
hwv : w₃ + w₄ = ⁅b.e i, v⁆
⊢ ⁅w₃, u⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower

Tactic:
exact LieSubmodule.mem_sup_right <| b.borelLower.lie_mem (x := ⟨w₃, hw₃⟩) hu

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

Goal state before:
pp: case lie.a.a
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 u v : L
hu : u ∈ lieSpan R L (range b.f)
hv : v ∈ lieSpan R L (range b.f)
hu' : ⁅b.e i, u⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
hv' : ⁅b.e i, v⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
w₁ : L
hw₁ : w₁ ∈ H
w₂ : L
hw₂ : w₂ ∈ b.borelLower
hwu : w₁ + w₂ = ⁅b.e i, u⁆
w₃ : L
hw₃ : w₃ ∈ H
w₄ : L
hw₄ : w₄ ∈ b.borelLower
hwv : w₃ + w₄ = ⁅b.e i, v⁆
⊢ ⁅u, w₃⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower

Tactic:
rw [← lie_skew, neg_mem_iff]
        exact LieSubmodule.mem_sup_right <| b.borelLower.lie_mem (x := ⟨w₃, hw₃⟩) hu

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

Goal state before:
pp: k : Type u_1
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
χ : L → R
inst✝ : LinearWeights R L M
t : R
x : L
m : ↥(shiftedGenWeightSpace R L M χ)
a✝ : Nontrivial ↥(shiftedGenWeightSpace R L M χ)
⊢ t • ⁅x, ↑m⁆ - χ x • t • ↑m = t • ↑⁅x, m⁆

Tactic:
rw [smul_comm (χ x), ← smul_sub]

Goal state after:
k : Type u_1
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
χ : L → R
inst✝ : LinearWeights R L M
t : R
x : L
m : ↥(shiftedGenWeightSpace R L M χ)
a✝ : Nontrivial ↥(shiftedGenWeightSpace R L M χ)
⊢ t • (⁅x, ↑m⁆ - χ x • ↑m) = t • ↑⁅x, m⁆
Module: Mathlib.FieldTheory.SplittingField.Construction

Goal state before:
pp: n✝ : ℕ
K✝ : Type u
inst✝ : Field K✝
n : ℕ
ih : ∀ {K : Type u} [inst : Field K] (f : K[X]), f.natDegree = n → (map (algebraMap K (SplittingFieldAux n f)) f).Splits
K : Type u
x✝ : Field K
f : K[X]
hf : f.natDegree = n.succ
h : f.natDegree = 0
⊢ False

Tactic:
rw [h] at hf

Goal state after:
n✝ : ℕ
K✝ : Type u
inst✝ : Field K✝
n : ℕ
ih : ∀ {K : Type u} [inst : Field K] (f : K[X]), f.natDegree = n → (map (algebraMap K (SplittingFieldAux n f)) f).Splits
K : Type u
x✝ : Field K
f : K[X]
hf : 0 = n.succ
h : f.natDegree = 0
⊢ False
Module: Mathlib.LinearAlgebra.PID

Goal state before:
pp: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Free R M
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : IsPrincipalIdealRing R
p : Submodule R M
f : M →ₗ[R] M
hf : ∀ (x : M), f x ∈ p
hf' : ∀ x ∈ p, f x ∈ p
ι : Type u_2 := Module.Free.ChooseBasisIndex R M
n : ℕ
snf : Module.Basis.SmithNormalForm p (Module.Free.ChooseBasisIndex R M) n
A : Matrix (Fin n) (Fin n) R := (toMatrix snf.bN snf.bN) (f.restrict hf')
B : Matrix ι ι R := (toMatrix snf.bM snf.bM) f
aux : ∀ (i : ι), B i i ≠ 0 → i ∈ Set.range ⇑snf.f
⊢ ∑ i, A i i = ∑ i, B i i

Tactic:
← Finset.sum_filter_of_ne (p := fun j ↦ j ∈ Set.range snf.f) (by simpa using aux)

Goal state after:
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : Module.Finite R M
inst✝² : Module.Free R M
inst✝¹ : IsDomain R
inst✝ : IsPrincipalIdealRing R
p : Submodule R M
f : M →ₗ[R] M
hf : ∀ (x : M), f x ∈ p
hf' : ∀ x ∈ p, f x ∈ p
ι : Type u_2 := Module.Free.ChooseBasisIndex R M
n : ℕ
snf : Module.Basis.SmithNormalForm p (Module.Free.ChooseBasisIndex R M) n
A : Matrix (Fin n) (Fin n) R := (toMatrix snf.bN snf.bN) (f.restrict hf')
B : Matrix ι ι R := (toMatrix snf.bM snf.bM) f
aux : ∀ (i : ι), B i i ≠ 0 → i ∈ Set.range ⇑snf.f
⊢ ∑ i, A i i = ∑ x with x ∈ Set.range ⇑snf.f, B x x
Module: Mathlib.FieldTheory.IsAlgClosed.AlgebraicClosure

Goal state before:
pp: case mul_X
k : Type u
inst✝ : Field k
p : MvPolynomial (Vars k) k
fi : Vars k
ih :
  ∀ (z : AlgebraicClosure k), (Ideal.Quotient.mk (maxIdeal k)) p = z → IsIntegral k ((Ideal.Quotient.mk (maxIdeal k)) p)
z : AlgebraicClosure k
hp : (Ideal.Quotient.mk (maxIdeal k)) (p * MvPolynomial.X fi) = z
⊢ eval ((Ideal.Quotient.mk (maxIdeal k)) (MvPolynomial.X fi)) (map (algebraMap k (AlgebraicClosure k)) ↑fi.fst) = 0

Tactic:
Monics.map_eq_prod,

Goal state after:
case mul_X
k : Type u
inst✝ : Field k
p : MvPolynomial (Vars k) k
fi : Vars k
ih :
  ∀ (z : AlgebraicClosure k), (Ideal.Quotient.mk (maxIdeal k)) p = z → IsIntegral k ((Ideal.Quotient.mk (maxIdeal k)) p)
z : AlgebraicClosure k
hp : (Ideal.Quotient.mk (maxIdeal k)) (p * MvPolynomial.X fi) = z
⊢ eval ((Ideal.Quotient.mk (maxIdeal k)) (MvPolynomial.X fi))
      (∏ i, map (Ideal.Quotient.mk (maxIdeal k)) (X - C (MvPolynomial.X ⟨fi.fst, i⟩))) =
    0