mathlib-initiative/mathlib-tactics huggingface dataset:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Projectivization.PSL.PSL2

Goal state before:
pp: F : Type u_2
inst✝ : Field F
hF : 4 ≤ Nat.card F
⊢ ∃ a, a ≠ 0 ∧ a ^ 2 ≠ 1

Tactic:
have : Finite F := (Nat.card_pos_iff.1 (by omega)).2
  obtain ⟨x, hx⟩ : IsCyclic Fˣ := by infer_instance
  refine ⟨x, Units.ne_zero x, fun h ↦ ?_⟩
  grw [Nat.card_eq_card_units_add_one F, ← orderOf_eq_card_of_forall_mem_zpowers hx,
    orderOf_le_of_pow_eq_one zero_lt_two (Units.ext <| by simpa using h)] at hF
  omega

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.Projectivization.PSL.Stabilizer

Goal state before:
pp: case h
F : Type u_1
inst✝² : Field F
ι : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq ι
inst✝ : Fintype ι
g : Matrix.SpecialLinearGroup ι F
v : ι → F
hv : v ≠ 0
⊢ (g • Projectivization.mk F v hv).submodule = g • (Projectivization.mk F v hv).submodule

Tactic:
simp [Submodule.ext_iff, Submodule.pointwise_smul_def, Submodule.mem_span_singleton, smul_comm]

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

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
inst✝³ : Fintype ι
K : Type u_2
inst✝² : Field K
inst✝¹ : IsAlgClosed K
inst✝ : DecidableEq K
w : ι → K
⊢ ∀ (i : ι), (if w i = 0 then 0 else 1) * ↑(if h : w i = 0 then 1 else Units.mk0 ⋯.choose ⋯) ^ 2 = w i

Tactic:
intro i

Goal state after:
ι : Type u_1
inst✝³ : Fintype ι
K : Type u_2
inst✝² : Field K
inst✝¹ : IsAlgClosed K
inst✝ : DecidableEq K
w : ι → K
i : ι
⊢ (if w i = 0 then 0 else 1) * ↑(if h : w i = 0 then 1 else Units.mk0 ⋯.choose ⋯) ^ 2 = w i
Module: Mathlib.LinearAlgebra.SpecialLinearGroup

Goal state before:
pp: R : Type u_1
V : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : Module.Free R V
inst✝ : Module.Finite R V
g : SpecialLinearGroup R V
hR : Nontrivial R
b : Module.Basis (Module.Free.ChooseBasisIndex R V) R V := ⋯
this✝ : Fintype (Module.Free.ChooseBasisIndex R V) := ⋯
e : SpecialLinearGroup R V ≃* Matrix.SpecialLinearGroup (Module.Free.ChooseBasisIndex R V) R := ⋯
r : R
hr : r ^ Fintype.card (Module.Free.ChooseBasisIndex R V) = 1
this : ↑((Matrix.SpecialLinearGroup.toLin_equiv b).symm g) = Matrix.of fun i j ↦ (b.repr ((fun x ↦ ↑g x) (b j))) i
⊢ ∀ (a b_1 : Module.Free.ChooseBasisIndex R V),
    Matrix.diagonal (fun x ↦ r) a b_1 = (b.repr (↑g (b b_1))) a ↔
      (LinearMap.toMatrix b b) (↑↑g) a b_1 = (LinearMap.toMatrix b b) (r • LinearMap.id) a b_1

Tactic:
intro i

Goal state after:
R : Type u_1
V : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : Module.Free R V
inst✝ : Module.Finite R V
g : SpecialLinearGroup R V
hR : Nontrivial R
b : Module.Basis (Module.Free.ChooseBasisIndex R V) R V := Module.Free.chooseBasis R V
this✝ : Fintype (Module.Free.ChooseBasisIndex R V) := Module.Free.ChooseBasisIndex.fintype R V
e : SpecialLinearGroup R V ≃* Matrix.SpecialLinearGroup (Module.Free.ChooseBasisIndex R V) R :=
  (Matrix.SpecialLinearGroup.toLin_equiv b).symm
r : R
hr : r ^ Fintype.card (Module.Free.ChooseBasisIndex R V) = 1
this : ↑((Matrix.SpecialLinearGroup.toLin_equiv b).symm g) = Matrix.of fun i j ↦ (b.repr ((fun x ↦ ↑g x) (b j))) i
i : Module.Free.ChooseBasisIndex R V
⊢ ∀ (b_1 : Module.Free.ChooseBasisIndex R V),
    Matrix.diagonal (fun x ↦ r) i b_1 = (b.repr (↑g (b b_1))) i ↔
      (LinearMap.toMatrix b b) (↑↑g) i b_1 = (LinearMap.toMatrix b b) (r • LinearMap.id) i b_1
Module: Mathlib.LinearAlgebra.SpecialLinearGroup

Goal state before:
pp: case inr
R : Type u_1
V : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : Module.Free R V
inst✝ : Module.Finite R V
r : ↥(rootsOfUnity (max (Module.finrank R V) 1) R)
this : ↑↑r ^ max (Module.finrank R V) 1 = 1
h : max (Module.finrank R V) 1 = 1
h' : Module.finrank R V < 1
⊢ ↑↑r ^ Module.finrank R V = 1

Tactic:
· simp_rw [h, pow_one] at this
      simp [this]

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
M : Type u_2
P : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommGroup M
inst✝³ : AddCommGroup P
inst✝² : CommRing R
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : Module R P
Q : QuadraticMap R M P
m : M
⊢ m ∈ Q.radical ↔ Q m = 0 ∧ ∀ (n : M), Q (m + n) = Q n

Tactic:
by
  simp +contextual [radical, QuadraticMap.polarBilin, LinearMap.ext_iff,
    QuadraticMap.polar, sub_sub, sub_eq_zero]

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
M : Type u_2
P : Type u_4
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : AddCommGroup P
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : Module R P
Q : QuadraticMap R M P
inst✝ : Invertible 2
⊢ LinearMap.Nondegenerate (associated Q) ↔ Nondegenerate

Tactic:
rw [nondegenerate_iff_radical_eq_bot, radical_eq_ker_associated,
    LinearMap.IsRefl.nondegenerate_iff_separatingLeft, LinearMap.separatingLeft_iff_ker_eq_bot]
  exact fun x y ↦ (congr_arg (· x y) (associated_flip R Q)).trans

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

Goal state before:
pp: case h
𝕜 : Type u_4
inst✝³ : Field 𝕜
inst✝² : LinearOrder 𝕜
ι : Type u_5
inst✝¹ : Fintype ι
w : ι → 𝕜
inst✝ : IsStrictOrderedRing 𝕜
s : Set ι
hs : ∀ i ∈ s, 0 < w i
v : ι → 𝕜
hv : v ∈ Pi.spanSubset 𝕜 s
hv' : ⟨v, hv⟩ ≠ 0
⊢ ∀ i ∈ univ, 0 ≤ w i • (↑⟨v, hv⟩ i * ↑⟨v, hv⟩ i)

Tactic:
intro i

Goal state after:
case h
𝕜 : Type u_4
inst✝³ : Field 𝕜
inst✝² : LinearOrder 𝕜
ι : Type u_5
inst✝¹ : Fintype ι
w : ι → 𝕜
inst✝ : IsStrictOrderedRing 𝕜
s : Set ι
hs : ∀ i ∈ s, 0 < w i
v : ι → 𝕜
hv : v ∈ Pi.spanSubset 𝕜 s
hv' : ⟨v, hv⟩ ≠ 0
i : ι
⊢ i ∈ univ → 0 ≤ w i • (↑⟨v, hv⟩ i * ↑⟨v, hv⟩ i)
Module: Mathlib.LinearAlgebra.QuadraticForm.Signature

Goal state before:
pp: 𝕜 : Type u_4
inst✝³ : Field 𝕜
inst✝² : LinearOrder 𝕜
ι : Type u_5
inst✝¹ : Fintype ι
w : ι → 𝕜
inst✝ : IsStrictOrderedRing 𝕜
s : Set ι
hs : ∀ i ∈ s, w i ≤ 0
x : ι → 𝕜
hx : x ∈ Pi.spanSubset 𝕜 s
⊢ ∀ i ∈ univ, w i * (x i * x i) ≤ 0

Tactic:
intro i

Goal state after:
𝕜 : Type u_4
inst✝³ : Field 𝕜
inst✝² : LinearOrder 𝕜
ι : Type u_5
inst✝¹ : Fintype ι
w : ι → 𝕜
inst✝ : IsStrictOrderedRing 𝕜
s : Set ι
hs : ∀ i ∈ s, w i ≤ 0
x : ι → 𝕜
hx : x ∈ Pi.spanSubset 𝕜 s
i : ι
⊢ i ∈ univ → w i * (x i * x i) ≤ 0
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Lemmas

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : CharZero R
inst✝⁸ : IsDomain 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 : P.IsCrystallographic
b : P.Base
i j k l m : ι
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
hi : i ∈ b.support
hj : j ∈ b.support
hij : i ≠ j
this✝ : Module.IsReflexive R M
this : IsAddTorsionFree M
contra : P.IsG2
n : ι
h₃ : P.root n = P.root k + P.root i - P.root j
x y : ℤ
h₀ : x • P.root i + y • P.root j = P.root k
s : Set ℤ := {-3, -1, 0, 1, 3}
A : ℤ := P.pairingIn ℤ j i
hki : P.root k ≠ P.root i
hki' : P.root k ≠ -P.root i
hli : P.root l ≠ P.root i
hli' : P.root l ≠ -P.root i
hmi : P.root m ≠ P.root i
hmi' : P.root m ≠ -P.root i
hni : P.root n ≠ P.root i
hni' : P.root n ≠ -P.root i
h₁ : 2 * (x + 1) + A * y ∈ s
h₂ : P.root m = x • P.root i + (y - 1) • P.root j
⊢ 2 * x + A * (y - 1) = P.pairingIn ℤ m i

Tactic:
rw [pairingIn_eq_add_of_root_eq_smul_add_smul (S := ℤ) (j := i) h₂, pairingIn_same,
      Int.zsmul_eq_mul, Int.zsmul_eq_mul]

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : CharZero R
inst✝⁸ : IsDomain 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 : P.IsCrystallographic
b : P.Base
i j k l m : ι
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
hi : i ∈ b.support
hj : j ∈ b.support
hij : i ≠ j
this✝ : Module.IsReflexive R M
this : IsAddTorsionFree M
contra : P.IsG2
n : ι
h₃ : P.root n = P.root k + P.root i - P.root j
x y : ℤ
h₀ : x • P.root i + y • P.root j = P.root k
s : Set ℤ := {-3, -1, 0, 1, 3}
A : ℤ := P.pairingIn ℤ j i
hki : P.root k ≠ P.root i
hki' : P.root k ≠ -P.root i
hli : P.root l ≠ P.root i
hli' : P.root l ≠ -P.root i
hmi : P.root m ≠ P.root i
hmi' : P.root m ≠ -P.root i
hni : P.root n ≠ P.root i
hni' : P.root n ≠ -P.root i
h₁ : 2 * (x + 1) + A * y ∈ s
h₂ : P.root m = x • P.root i + (y - 1) • P.root j
⊢ 2 * x + A * (y - 1) = x * 2 + (y - 1) * P.pairingIn ℤ j i
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Finite.G2

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 : P.EmbeddedG2
inst✝² : Finite ι
inst✝¹ : CharZero R
inst✝ : IsDomain R
⊢ allRoots P = List.map (⇑(Fintype.linearCombination ℤ ![shortRoot P, longRoot P])) allCoeffs

Tactic:
by
  simp [Fintype.linearCombination_apply, neg_add, -neg_add_rev, shortAddLongRoot_eq,
    twoShortAddLongRoot_eq, threeShortAddLongRoot_eq, threeShortAddTwoLongRoot_eq,
    ← Int.cast_smul_eq_zsmul R]

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Semisimple

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : IsDomain R
inst✝⁸ : CharZero 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 : P.IsCrystallographic
inst✝² : P.IsReduced
b : P.Base
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
i : ↥b.support
this✝¹ : Module.IsReflexive R M
this✝ : IsAddTorsionFree M
this : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
case_inl : ∀ (j : ↥b.support), (e i ^ 2).col (Sum.inl j) = 0
j : ι
hij : ¬j = -↑i
k : ι
x : ℕ
hk₁ : P.root j + (chainTopCoeff (↑i) j + 1) • P.root ↑i ∈ range ⇑P.root
⊢ ↑i ≠ j

Tactic:
rintro rfl
        apply P.nsmul_notMem_range_root (n := P.chainTopCoeff i i + 2) (i := i)
        convert! hk₁ using 1
        module

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Finite.G2

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 : P.EmbeddedG2
inst✝² : Finite ι
inst✝¹ : CharZero R
inst✝ : IsDomain R
i : ι
⊢ 2 • shortRoot P = 2 • P.root (short P)

Tactic:
norm_cast

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Semisimple

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : CharZero R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝¹ : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝ : Fintype ι
i : ↥b.support
_i : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
this : ∑ j, P.pairingIn ℤ j ↑i = 0
⊢ ∑ x, ↑(P.pairingIn ℤ x ↑i) = 0

Tactic:
norm_cast

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Finite.G2

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝¹ : P.EmbeddedG2
inst✝ : CharZero R
i : ι
⊢ 3 • shortRoot P = 3 • P.root (short P)

Tactic:
norm_cast

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.Finite.G2

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 : P.EmbeddedG2
inst✝² : Finite ι
inst✝¹ : CharZero R
inst✝ : IsDomain R
i : ι
⊢ 3 • shortRoot P + 2 • longRoot P = 3 • P.root (short P) + 2 • P.root (long P)

Tactic:
norm_cast

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Lemmas

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : CharZero R
inst✝⁸ : IsDomain 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 : P.IsCrystallographic
b : P.Base
i j k l m : ι
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
hi : i ∈ b.support
hj : j ∈ b.support
hij : i ≠ j
h₁ : P.root k + P.root i = P.root l
h₂ : P.root k - P.root j = P.root m
hki : P.pairingIn ℤ k i = 0
this✝² : Module.IsReflexive R M := Module.IsReflexive.of_isPerfPair P.toLinearMap
him_mem : P.root i + P.root m ∈ range ⇑P.root
hjl_mem : P.root j + P.root (-l) ∈ range ⇑P.root
hjk_mem : P.root j + P.root (-k) ∈ range ⇑P.root
this✝¹ : P.IsNotG2
this✝ : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
this : IsAddTorsionFree M
n : ι
hn : P.root n = P.root k + P.root i - P.root j
hnk_ne : n ≠ k
hkj_ne : k ≠ j ∧ P.root k ≠ -P.root j
hnk_notMem : P.root n - P.root k ∉ range ⇑P.root
aux₀ : P.pairingIn ℤ j i = -P.pairingIn ℤ m i
⊢ P.pairingIn ℤ m i ≤ 0

Tactic:
refine P.pairingIn_le_zero_of_root_add_mem ⟨n, ?_⟩

Goal state after:
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : CharZero R
inst✝⁸ : IsDomain 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 : P.IsCrystallographic
b : P.Base
i j k l m : ι
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
hi : i ∈ b.support
hj : j ∈ b.support
hij : i ≠ j
h₁ : P.root k + P.root i = P.root l
h₂ : P.root k - P.root j = P.root m
hki : P.pairingIn ℤ k i = 0
this✝² : Module.IsReflexive R M := Module.IsReflexive.of_isPerfPair P.toLinearMap
him_mem : P.root i + P.root m ∈ range ⇑P.root
hjl_mem : P.root j + P.root (-l) ∈ range ⇑P.root
hjk_mem : P.root j + P.root (-k) ∈ range ⇑P.root
this✝¹ : P.IsNotG2
this✝ : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
this : IsAddTorsionFree M
n : ι
hn : P.root n = P.root k + P.root i - P.root j
hnk_ne : n ≠ k
hkj_ne : k ≠ j ∧ P.root k ≠ -P.root j
hnk_notMem : P.root n - P.root k ∉ range ⇑P.root
aux₀ : P.pairingIn ℤ j i = -P.pairingIn ℤ m i
⊢ P.root n = P.root m + P.root i
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Semisimple

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁹ : Field K
inst✝⁸ : CharZero K
inst✝⁷ : DecidableEq ι
inst✝⁶ : Fintype ι
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module K M
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝¹ : P.IsRootSystem
inst✝ : P.IsCrystallographic
b : P.Base
χ : ↥H → K
hχ : χ ≠ 0
w : ↥b.support ⊕ ι → K
hw : w ∈ genWeightSpace (↥b.support ⊕ ι → K) χ
aux :
  ∀ (d : ↥b.support ⊕ ι → K) (x : ↥H),
    ↑↑x = diagonal d → (w ∈ genWeightSpaceOf (↥b.support ⊕ ι → K) (χ x) x ↔ ∃ k, diagonal ((d - χ x • 1) ^ k) *ᵥ w = 0)
l : ↥b.support
hl : χ (h' l) ≠ 0
hw₀ : ∀ (i : ι), w (Sum.inr i) = 0
⊢ ∀ (i : ↥b.support), w (Sum.inl i) = 0

Tactic:
intro i

Goal state after:
ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁹ : Field K
inst✝⁸ : CharZero K
inst✝⁷ : DecidableEq ι
inst✝⁶ : Fintype ι
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module K M
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝¹ : P.IsRootSystem
inst✝ : P.IsCrystallographic
b : P.Base
χ : ↥H → K
hχ : χ ≠ 0
w : ↥b.support ⊕ ι → K
hw : w ∈ genWeightSpace (↥b.support ⊕ ι → K) χ
aux :
  ∀ (d : ↥b.support ⊕ ι → K) (x : ↥H),
    ↑↑x = diagonal d → (w ∈ genWeightSpaceOf (↥b.support ⊕ ι → K) (χ x) x ↔ ∃ k, diagonal ((d - χ x • 1) ^ k) *ᵥ w = 0)
l : ↥b.support
hl : χ (h' l) ≠ 0
hw₀ : ∀ (i : ι), w (Sum.inr i) = 0
i : ↥b.support
⊢ w (Sum.inl i) = 0
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Relations

Goal state before:
pp: case pos
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁹ : Finite ι
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : IsDomain R
inst✝⁶ : CharZero R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝¹ : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝ : Fintype ι
i j : ↥b.support
hij : i ≠ j
hij' : ↑i ≠ ↑j
this : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
m : ι
hm : P.root m = P.root ↑i + P.root ↑j
aux₁ : ↑(chainTopCoeff ↑j ↑i) = -P.pairingIn ℤ ↑i ↑j
aux₂ : chainTopCoeff ↑j ↑i = chainTopCoeff (↑j) m + 1
⊢ ((if ↑i = ↑i then ↑((if i = j then 4 else 0) - P.pairingIn ℤ ↑i ↑j) else 0) -
      if P.root m = P.root ↑i + P.root ↑j ∧ P.root ↑i = P.root m - P.root ↑j then ↑(chainTopCoeff (↑j) m) + 1 else 0) =
    0

Tactic:
norm_cast

Goal state after:
case pos
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝⁹ : Finite ι
inst✝⁸ : CommRing R
inst✝⁷ : IsDomain R
inst✝⁶ : CharZero R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
P : RootPairing ι R M N
inst✝¹ : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝ : Fintype ι
i j : ↥b.support
hij : i ≠ j
hij' : ↑i ≠ ↑j
this : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
m : ι
hm : P.root m = P.root ↑i + P.root ↑j
aux₁ : ↑(chainTopCoeff ↑j ↑i) = -P.pairingIn ℤ ↑i ↑j
aux₂ : chainTopCoeff ↑j ↑i = chainTopCoeff (↑j) m + 1
⊢ (if i = i then ↑(if i = j then 4 else 0) - P.pairingIn ℤ ↑i ↑j else 0) -
      ↑(if P.root m = P.root ↑i + P.root ↑j ∧ P.root ↑i = P.root m - P.root ↑j then chainTopCoeff (↑j) m + 1 else 0) =
    0
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Semisimple

Goal state before:
pp: case h₀
ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : Field K
inst✝⁹ : CharZero K
inst✝⁸ : DecidableEq ι
inst✝⁷ : Fintype ι
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module K M
inst✝⁴ : AddCommGroup N
inst✝³ : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
i : ι
_i : InvolutiveNeg ι := ⋯
hωu : ∀ (i : ↥b.support), ω b *ᵥ u i = u i
hωv : ∀ (i : ι), ω b *ᵥ v b i = v b (-i)
⊢ ∀ (i : ι),
    (∀ {U : LieSubmodule K (↥(lieAlgebra b)) (↥b.support ⊕ ι → K)}, v b i ∈ U → ∃ j, u j ∈ U) →
      ∀ {U : LieSubmodule K (↥(lieAlgebra b)) (↥b.support ⊕ ι → K)}, v b ((P.reflectionPerm i) i) ∈ U → ∃ j, u j ∈ U

Tactic:
intro i

Goal state after:
case h₀
ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : Field K
inst✝⁹ : CharZero K
inst✝⁸ : DecidableEq ι
inst✝⁷ : Fintype ι
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module K M
inst✝⁴ : AddCommGroup N
inst✝³ : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
i✝ : ι
_i : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
hωu : ∀ (i : ↥b.support), ω b *ᵥ u i = u i
hωv : ∀ (i : ι), ω b *ᵥ v b i = v b (-i)
i : ι
⊢ (∀ {U : LieSubmodule K (↥(lieAlgebra b)) (↥b.support ⊕ ι → K)}, v b i ∈ U → ∃ j, u j ∈ U) →
    ∀ {U : LieSubmodule K (↥(lieAlgebra b)) (↥b.support ⊕ ι → K)}, v b ((P.reflectionPerm i) i) ∈ U → ∃ j, u j ∈ U
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Basis

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹¹ : Fintype ι
inst✝¹⁰ : DecidableEq ι
inst✝⁹ : Field K
inst✝⁸ : CharZero K
inst✝⁷ : AddCommGroup M
inst✝⁶ : Module K M
inst✝⁵ : AddCommGroup N
inst✝⁴ : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝³ : P.IsReduced
inst✝² : P.IsCrystallographic
inst✝¹ : P.IsIrreducible
inst✝ : P.IsRootSystem
b : P.Base
⊢ cartanSubalgebra' b = LieSubalgebra.lieSpan K (↥(lieAlgebra b)) (range fun i ↦ ⟨h i, ⋯⟩)

Tactic:
rw [cartanSubalgebra', cartanSubalgebra_eq_lieSpan, ← LieSubalgebra.comap_lieSpan_range_eq]
    rfl

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Lemmas

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : CharZero R
inst✝⁸ : IsDomain 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 : P.IsCrystallographic
b : P.Base
i j k l m : ι
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
hi : i ∈ b.support
hj : j ∈ b.support
hij : i ≠ j
h₁ : P.root k + P.root i = P.root l
h₂ : P.root k - P.root j = P.root m
h₃ : P.root k + P.root i - P.root j ∈ range ⇑P.root
hki' : P.pairingIn ℤ k i < 0
hkj' : 0 < P.pairingIn ℤ k j
this✝³ : Module.IsReflexive R M := Module.IsReflexive.of_isPerfPair P.toLinearMap
him_mem : P.root i + P.root m ∈ range ⇑P.root
hjl_mem : P.root j + P.root (-l) ∈ range ⇑P.root
hjk_mem : P.root j + P.root (-k) ∈ range ⇑P.root
this✝² : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
this✝¹ : P.IsNotG2
this✝ : IsAddTorsionFree M
hkj_ne : k ≠ j ∧ P.root k ≠ -P.root j
hlj_mem : P.root l - P.root j ∈ range ⇑P.root
this : ¬(P.pairingIn ℤ m i = 0 ∧ P.pairingIn ℤ l j ≠ 0)
⊢ ¬(chainBotCoeff i m = 1 ∧ chainBotCoeff j (-l) = 0)

Tactic:
by
    contrapose this
    rcases ne_or_eq (P.pairingIn ℤ m i) 0 with hmi | hmi
    · simpa [hmi, this.1, P.pairingIn_eq_zero_iff (i := i)] using chainBotCoeff_if_one_zero him_mem
    refine ⟨hmi, fun hlj ↦ ?_⟩
    rw [chainBotCoeff_if_one_zero hjl_mem] at this
    simp [P.pairingIn_eq_zero_iff (i := j), hlj] at this

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Semisimple

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : Field K
inst✝⁹ : CharZero K
inst✝⁸ : DecidableEq ι
inst✝⁷ : Fintype ι
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module K M
inst✝⁴ : AddCommGroup N
inst✝³ : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
i : ι
_i : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
hωu : ∀ (i : ↥b.support), ω b *ᵥ u i = u i
hωv : ∀ (i : ι), ω b *ᵥ v b i = v b (-i)
j k l : ι
h₁ : P.root l = P.root j + P.root k
h₂ : ∀ {U : LieSubmodule K (↥(lieAlgebra b)) (↥b.support ⊕ ι → K)}, v b j ∈ U → ∃ j, u j ∈ U
hk : k ∈ b.support
U : LieSubmodule K (↥(lieAlgebra b)) (↥b.support ⊕ ι → K)
hl : v b l ∈ U
this : (↑(chainTopCoeff k l) + 1) • v b j ∈ U
⊢ ↑(chainTopCoeff k l) + 1 ≠ 0

Tactic:
norm_cast

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Semisimple

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
K : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : Field K
inst✝⁹ : CharZero K
inst✝⁸ : DecidableEq ι
inst✝⁷ : Fintype ι
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module K M
inst✝⁴ : AddCommGroup N
inst✝³ : Module K N
P : RootPairing ι K M N
inst✝² : P.IsCrystallographic
b : P.Base
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
_i : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
hωu : ∀ (i : ↥b.support), ω b *ᵥ u i = u i
hωv : ∀ (i : ι), ω b *ᵥ v b i = v b (-i)
j k l m : ι
hm : P.root m = P.root l + P.root k
hk : ∀ {U : LieSubmodule K (↥(lieAlgebra b)) (↥b.support ⊕ ι → K)}, (∀ (k : ↥b.support), u k ∈ U) → v b k ∈ U
hl : l ∈ b.support
U : LieSubmodule K (↥(lieAlgebra b)) (↥b.support ⊕ ι → K)
aux : ∀ (k : ↥b.support), u k ∈ U
e' : ↥(lieAlgebra b) := ⟨e ⟨l, hl⟩, ⋯⟩
this : (↑(chainBotCoeff l k) + 1) • v b m ∈ U
⊢ ↑(chainBotCoeff l k) + 1 ≠ 0

Tactic:
norm_cast

Goal state after:
Module: Mathlib.LinearAlgebra.RootSystem.GeckConstruction.Lemmas

Goal state before:
pp: ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : CharZero R
inst✝⁸ : IsDomain 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 : P.IsCrystallographic
b : P.Base
i j k l m : ι
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
hi : i ∈ b.support
hj : j ∈ b.support
hij : i ≠ j
h₁ : P.root k + P.root i = P.root l
h₂ : P.root k - P.root j = P.root m
h₃ : P.root k + P.root i - P.root j ∈ range ⇑P.root
this✝ : P.IsNotG2
this : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
him_mem : P.root i + P.root m ∈ range ⇑P.root
hik_mem : P.root k + P.root i ∈ range ⇑P.root
⊢ P.root j + P.root (-k) ∈ range ⇑P.root

Tactic:
convert! mem_range_self (-m) using 1

Goal state after:
case e'_5
ι : Type u_1
R : Type u_2
M : Type u_3
N : Type u_4
inst✝¹⁰ : CommRing R
inst✝⁹ : CharZero R
inst✝⁸ : IsDomain 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 : P.IsCrystallographic
b : P.Base
i j k l m : ι
inst✝¹ : P.IsReduced
inst✝ : P.IsIrreducible
hi : i ∈ b.support
hj : j ∈ b.support
hij : i ≠ j
h₁ : P.root k + P.root i = P.root l
h₂ : P.root k - P.root j = P.root m
h₃ : P.root k + P.root i - P.root j ∈ range ⇑P.root
this✝ : P.IsNotG2
this : InvolutiveNeg ι := P.indexNeg
him_mem : P.root i + P.root m ∈ range ⇑P.root
hik_mem : P.root k + P.root i ∈ range ⇑P.root
⊢ P.root j + P.root (-k) = P.root (-m)