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

Goal state before:
pp: R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝¹⁴ : CommRing R
inst✝¹³ : LieRing L
inst✝¹² : LieAlgebra R L
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
M₃ : Type u_7
inst✝¹¹ : AddCommGroup M₁
inst✝¹⁰ : Module R M₁
inst✝⁹ : LieRingModule L M₁
inst✝⁸ : LieModule R L M₁
inst✝⁷ : AddCommGroup M₂
inst✝⁶ : Module R M₂
inst✝⁵ : LieRingModule L M₂
inst✝⁴ : LieModule R L M₂
inst✝³ : AddCommGroup M₃
inst✝² : Module R M₃
inst✝¹ : LieRingModule L M₃
inst✝ : LieModule R L M₃
g : M₁ ⊗[R] M₂ →ₗ⁅R,L⁆ M₃
χ₁ χ₂ : R
x : L
t : ↥𝕎(M₁, χ₁, x) ⊗[R] ↥𝕎(M₂, χ₂, x)
F : Module.End R M₃ := (toEnd R L M₃) x - (χ₁ + χ₂) • 1
m₁ : M₁
m₂ : M₂
f₁ : Module.End R (M₁ ⊗[R] M₂) := LinearMap.rTensor M₂ ((toEnd R L M₁) x - χ₁ • 1)
f₂ : Module.End R (M₁ ⊗[R] M₂) := LinearMap.lTensor M₁ ((toEnd R L M₂) x - χ₂ • 1)
h_comm_square : F ∘ₗ ↑g = ↑g ∘ₗ (f₁ + f₂)
k₁ : ℕ
hk₁ : (((toEnd R L M₁) x - χ₁ • 1) ^ k₁) m₁ = 0
k₂ : ℕ
hk₂ : (((toEnd R L M₂) x - χ₂ • 1) ^ k₂) m₂ = 0
hf₁ : (f₁ ^ k₁) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂) = 0
⊢ ∃ k, ((f₁ + f₂) ^ k) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂) = 0

Tactic:
have hf₂ : (f₂ ^ k₂) (m₁ ⊗ₜ m₂) = 0 := by
    simp only [f₂, hk₂, tmul_zero, LinearMap.lTensor_tmul, LinearMap.lTensor_pow]

Goal state after:
R : Type u_2
L : Type u_3
inst✝¹⁴ : CommRing R
inst✝¹³ : LieRing L
inst✝¹² : LieAlgebra R L
M₁ : Type u_5
M₂ : Type u_6
M₃ : Type u_7
inst✝¹¹ : AddCommGroup M₁
inst✝¹⁰ : Module R M₁
inst✝⁹ : LieRingModule L M₁
inst✝⁸ : LieModule R L M₁
inst✝⁷ : AddCommGroup M₂
inst✝⁶ : Module R M₂
inst✝⁵ : LieRingModule L M₂
inst✝⁴ : LieModule R L M₂
inst✝³ : AddCommGroup M₃
inst✝² : Module R M₃
inst✝¹ : LieRingModule L M₃
inst✝ : LieModule R L M₃
g : M₁ ⊗[R] M₂ →ₗ⁅R,L⁆ M₃
χ₁ χ₂ : R
x : L
t : ↥𝕎(M₁, χ₁, x) ⊗[R] ↥𝕎(M₂, χ₂, x)
F : Module.End R M₃ := (toEnd R L M₃) x - (χ₁ + χ₂) • 1
m₁ : M₁
m₂ : M₂
f₁ : Module.End R (M₁ ⊗[R] M₂) := LinearMap.rTensor M₂ ((toEnd R L M₁) x - χ₁ • 1)
f₂ : Module.End R (M₁ ⊗[R] M₂) := LinearMap.lTensor M₁ ((toEnd R L M₂) x - χ₂ • 1)
h_comm_square : F ∘ₗ ↑g = ↑g ∘ₗ (f₁ + f₂)
k₁ : ℕ
hk₁ : (((toEnd R L M₁) x - χ₁ • 1) ^ k₁) m₁ = 0
k₂ : ℕ
hk₂ : (((toEnd R L M₂) x - χ₂ • 1) ^ k₂) m₂ = 0
hf₁ : (f₁ ^ k₁) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂) = 0
hf₂ : (f₂ ^ k₂) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂) = 0
⊢ ∃ k, ((f₁ + f₂) ^ k) (m₁ ⊗ₜ[R] m₂) = 0
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}
this : ⇑H.subtype '' s = {x | ∃ y ∈ rootSpace H α, ∃ z ∈ rootSpace H (-α), ⁅y, z⁆ = x}
⊢ x ∈ corootSpace α ↔ ∃ x_1 ∈ ↑(Submodule.span R s), H.subtype x_1 = H.subtype x

Tactic:
simp_rw [SetLike.mem_coe]

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}
this : ⇑H.subtype '' s = {x | ∃ y ∈ rootSpace H α, ∃ z ∈ rootSpace H (-α), ⁅y, z⁆ = x}
⊢ x ∈ corootSpace α ↔ ∃ x_1 ∈ Submodule.span R s, H.subtype x_1 = H.subtype x
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
⊢ IsCompl (genWeightSpace M 0) (posFittingComp R L M)

Tactic:
by
  let P : LieSubmodule R L M → Prop := fun N ↦ IsCompl (genWeightSpace N 0) (posFittingComp R L N)
  suffices P ⊤ by
    let e := LieModuleEquiv.ofTop R L M
    rw [← map_genWeightSpace_eq e, ← map_posFittingComp_eq e]
    exact (LieSubmodule.orderIsoMapComap e).isCompl_iff.mp this
  induction (⊤ : LieSubmodule R L M) using
    (LieSubmodule.wellFoundedLT_of_isArtinian R L M).induction with | ind N hN
  refine isCompl_genWeightSpace_zero_posFittingComp_aux R L N fun N' hN' ↦ ?_
  suffices IsCompl (genWeightSpace (N'.map N.incl) 0) (posFittingComp R L (N'.map N.incl)) by
    let e := LieSubmodule.equivMapOfInjective N' N.injective_incl
    rw [← map_genWeightSpace_eq e, ← map_posFittingComp_eq e] at this
    exact (LieSubmodule.orderIsoMapComap e).isCompl_iff.mpr this
  exact hN _ (LieSubmodule.map_incl_lt_iff_lt_top.mpr hN')

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

Goal state before:
pp: V : Type u_5
K : Type u_6
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
B : BilinForm K V
x : V
hx₁ : (B x) x ≠ 0
⊢ x ≠ 0

Tactic:
by
  by_contra; simp [this] at hx₁

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝² : CommSemiring R
inst✝¹ : AddCommMonoid M
inst✝ : Module R M
B : BilinForm R M
W : Submodule R M
b₁ : B.IsRefl
⊢ W ⊓ B.orthogonal W ≤ Submodule.map W.subtype (ker (B.restrict W))

Tactic:
by
  rintro v ⟨hv : v ∈ W, hv' : v ∈ B.orthogonal W⟩
  simp only [Submodule.mem_map, mem_ker, restrict_apply, Submodule.coe_subtype, Subtype.exists,
    exists_and_left, exists_prop, exists_eq_right_right]
  refine ⟨?_, hv⟩
  ext ⟨w, hw⟩
  exact b₁ w v <| hv' w hw

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ x ∈ sSup {I} ⊔ sSup ({I' | IsAtom I'} \ {I})

Tactic:
rw [← sSup_union, Set.union_sdiff_self, Set.union_eq_self_of_subset_left,
            IsSemisimple.sSup_atoms_eq_top]

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ x ∈ ⊤

R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
I : LieIdeal R L
hI : IsAtom I
J : LieIdeal R ↥I
x : L
y : ↥I
hy : y ∈ ↑↑J
⊢ {I} ⊆ {I' | IsAtom I'}
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Semisimple.Basic

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
⊢ ∀ (s : Finset (LieIdeal R L)), ↑s ⊆ {I | IsAtom I} → ∀ I ≤ s.sup id, ∃ t ⊆ s, I = t.sup id

Tactic:
intro s hs I hI

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝³ : CommRing R
inst✝² : LieRing L
inst✝¹ : LieAlgebra R L
inst✝ : IsSemisimple R L
s : Finset (LieIdeal R L)
hs : ↑s ⊆ {I | IsAtom I}
I : LieIdeal R L
hI : I ≤ s.sup id
⊢ ∃ t ⊆ s, I = t.sup id
Module: Mathlib.FieldTheory.SplittingField.Construction

Goal state before:
pp: K : Type v
inst✝ : Field K
f g : K[X]
⊢ IsCoprime f g ↔
    ∀ {A : Type v} [inst : CommRing A] [IsDomain A] [inst_2 : Algebra K A] (a : A), (aeval a) f ≠ 0 ∨ (aeval a) g ≠ 0

Tactic:
refine ⟨fun h => aeval_ne_zero_of_isCoprime h, fun h => isCoprime_of_dvd _ _ ?_ fun x hx _ => ?_⟩

Goal state after:
case refine_1
K : Type v
inst✝ : Field K
f g : K[X]
h : ∀ {A : Type v} [inst : CommRing A] [IsDomain A] [inst_2 : Algebra K A] (a : A), (aeval a) f ≠ 0 ∨ (aeval a) g ≠ 0
⊢ ¬(f = 0 ∧ g = 0)

case refine_2
K : Type v
inst✝ : Field K
f g : K[X]
h : ∀ {A : Type v} [inst : CommRing A] [IsDomain A] [inst_2 : Algebra K A] (a : A), (aeval a) f ≠ 0 ∨ (aeval a) g ≠ 0
x : K[X]
hx : x ∈ nonunits K[X]
x✝ : x ≠ 0
⊢ x ∣ f → ¬x ∣ g
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: case lie.hx
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 : L
this : ∀ (i : ι), ∀ x ∈ lieSpan R L (range b.f), ⁅b.e i, x⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
u v : L
hu : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hv : v ∈ lieSpan R L (range b.e)
hu' : ∀ {z : L}, z ∈ lieSpan R L (range b.f) → ⁅u, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
hv' : ∀ {z : L}, z ∈ lieSpan R L (range b.f) → ⁅v, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
z : L
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
yc : L
hyc : yc ∈ H
yl : L
hyl : yl ∈ lieSpan R L (range b.f)
yu : L
hyu : yu ∈ lieSpan R L (range b.e)
aux : yc + yl + yu = ⁅v, z⁆
⊢ ⁅u, ⁅v, z⁆⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper

Tactic:
simp only [← aux, lie_add]

Goal state after:
case lie.hx
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 : L
this : ∀ (i : ι), ∀ x ∈ lieSpan R L (range b.f), ⁅b.e i, x⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
u v : L
hu : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hv : v ∈ lieSpan R L (range b.e)
hu' : ∀ {z : L}, z ∈ lieSpan R L (range b.f) → ⁅u, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
hv' : ∀ {z : L}, z ∈ lieSpan R L (range b.f) → ⁅v, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
z : L
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
yc : L
hyc : yc ∈ H
yl : L
hyl : yl ∈ lieSpan R L (range b.f)
yu : L
hyu : yu ∈ lieSpan R L (range b.e)
aux : yc + yl + yu = ⁅v, z⁆
⊢ ⁅u, yc⁆ + ⁅u, yl⁆ + ⁅u, yu⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
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
⊢ (map (algebraMap (AdjoinRoot f.factor) (SplittingFieldAux n f.removeFactor)) (X - C (AdjoinRoot.root f.factor)) *
      map (algebraMap (AdjoinRoot f.factor) (SplittingFieldAux n f.removeFactor)) f.removeFactor).Splits

Tactic:
exact Splits.mul ((Splits.X_sub_C _).map _) (ih _ (natDegree_removeFactor' hf))

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

Goal state before:
pp: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁴ : Field R
inst✝³ : LieRing L
inst✝² : LieAlgebra R L
inst✝¹ : Module.Finite R L
inst✝ : LieAlgebra.IsKilling R L
D : LieDerivation R L L
⊢ ∃ x, (ad R L) x = D

Tactic:
change D ∈ 𝕀

Goal state after:
R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁴ : Field R
inst✝³ : LieRing L
inst✝² : LieAlgebra R L
inst✝¹ : Module.Finite R L
inst✝ : LieAlgebra.IsKilling R L
D : LieDerivation R L L
⊢ D ∈ (ad R L).range
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: case lie.hy
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 : L
this : ∀ (i : ι), ∀ x ∈ lieSpan R L (range b.f), ⁅b.e i, x⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
u v : L
hu : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hv : v ∈ lieSpan R L (range b.e)
hu' : ∀ {z : L}, z ∈ lieSpan R L (range b.f) → ⁅u, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
hv' : ∀ {z : L}, z ∈ lieSpan R L (range b.f) → ⁅v, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
z : L
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
yc : L
hyc : yc ∈ H
yl : L
hyl : yl ∈ lieSpan R L (range b.f)
yu : L
hyu : yu ∈ lieSpan R L (range b.e)
aux : yc + yl + yu = ⁅u, z⁆
⊢ ⁅v, ⁅u, z⁆⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper

Tactic:
simp only [← aux, lie_add]

Goal state after:
case lie.hy
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 : L
this : ∀ (i : ι), ∀ x ∈ lieSpan R L (range b.f), ⁅b.e i, x⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower
u v : L
hu : u ∈ lieSpan R L (range b.e)
hv : v ∈ lieSpan R L (range b.e)
hu' : ∀ {z : L}, z ∈ lieSpan R L (range b.f) → ⁅u, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
hv' : ∀ {z : L}, z ∈ lieSpan R L (range b.f) → ⁅v, z⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
z : L
hz : z ∈ lieSpan R L (range b.f)
yc : L
hyc : yc ∈ H
yl : L
hyl : yl ∈ lieSpan R L (range b.f)
yu : L
hyu : yu ∈ lieSpan R L (range b.e)
aux : yc + yl + yu = ⁅u, z⁆
⊢ ⁅v, yc⁆ + ⁅v, yl⁆ + ⁅v, yu⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
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
⊢ genWeightSpaceChain M χ₁ χ₂ p q = ⨆ k ∈ Finset.Ioo p q, genWeightSpace M (k • χ₁ + χ₂)

Tactic:
by
  have : ∀ (k : ℤ), k ∈ Ioo p q ↔ k ∈ Finset.Ioo p q := by simp
  simp_rw [genWeightSpaceChain_def, this]

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✝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
⊢ LinearMap.BilinForm.lieInvariant L (traceForm R L M)

Tactic:
intro x y z

Goal state after:
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
x y z : L
⊢ ((traceForm R L M) ⁅x, y⁆) z = -((traceForm R L M) y) ⁅x, z⁆
Module: Mathlib.Algebra.Lie.TraceForm

Goal state before:
pp: R : Type u_1
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 : IsReduced R
inst✝ : IsNilpotent L M
⊢ traceForm R L M = 0

Tactic:
by
  ext x y
  simp only [traceForm_apply_apply, LinearMap.zero_apply, ← isNilpotent_iff_eq_zero]
  apply LinearMap.isNilpotent_trace_of_isNilpotent
  exact isNilpotent_toEnd_of_isNilpotent₂ R L M x y

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

Goal state before:
pp: case add
L : Type u_2
inst✝¹⁰ : LieRing L
M : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
K : Type u_4
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : CharZero K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝⁴ : LieRing.IsNilpotent ↥H
inst✝³ : Module K M
inst✝² : LieModule K L M
inst✝¹ : IsTriangularizable K (↥H) M
inst✝ : FiniteDimensional K M
x : L
χ : ↥H → K
hχ : χ ≠ 0
hx : x ∈ rootSpace H χ
m m₁ m₂ : M
hm₁ : m₁ ∈ ⨆ i, genWeightSpace M ⇑i
hm₂ : m₂ ∈ ⨆ i, genWeightSpace M ⇑i
n₁ : ℕ
hn₁ : ((toEnd K L M) x ^ n₁) m₁ = 0
n₂ : ℕ
hn₂ : ((toEnd K L M) x ^ n₂) m₂ = 0
⊢ ((toEnd K L M) x ^ max n₁ n₂) (m₁ + m₂) = 0

Tactic:
map_add,

Goal state after:
case add
L : Type u_2
inst✝¹⁰ : LieRing L
M : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup M
inst✝⁸ : LieRingModule L M
K : Type u_4
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : CharZero K
inst✝⁵ : LieAlgebra K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝⁴ : LieRing.IsNilpotent ↥H
inst✝³ : Module K M
inst✝² : LieModule K L M
inst✝¹ : IsTriangularizable K (↥H) M
inst✝ : FiniteDimensional K M
x : L
χ : ↥H → K
hχ : χ ≠ 0
hx : x ∈ rootSpace H χ
m m₁ m₂ : M
hm₁ : m₁ ∈ ⨆ i, genWeightSpace M ⇑i
hm₂ : m₂ ∈ ⨆ i, genWeightSpace M ⇑i
n₁ : ℕ
hn₁ : ((toEnd K L M) x ^ n₁) m₁ = 0
n₂ : ℕ
hn₂ : ((toEnd K L M) x ^ n₂) m₂ = 0
⊢ ((toEnd K L M) x ^ max n₁ n₂) m₁ + ((toEnd K L M) x ^ max n₁ n₂) m₂ = 0
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Killing

Goal state before:
pp: K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : LieAlgebra K L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝² : H.IsCartanSubalgebra
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : IsTriangularizable K (↥H) L
α : Weight K (↥H) L
e f : L
heα : e ∈ rootSpace H ⇑α
hfα : f ∈ rootSpace H (-⇑α)
aux : ∀ (h : ↥H), ⁅h, e⁆ = α h • e
α' : ↥H := (cartanEquivDual H).symm (Weight.toLinear K (↥H) L α)
⊢ ⁅e, f⁆ - ((killingForm K L) e) f • ↑α' ∈ ⊥

Tactic:
← ker_killingForm_eq_bot

Goal state after:
K : Type u_2
L : Type u_3
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : Field K
inst✝⁴ : LieAlgebra K L
inst✝³ : FiniteDimensional K L
H : LieSubalgebra K L
inst✝² : H.IsCartanSubalgebra
inst✝¹ : IsKilling K L
inst✝ : IsTriangularizable K (↥H) L
α : Weight K (↥H) L
e f : L
heα : e ∈ rootSpace H ⇑α
hfα : f ∈ rootSpace H (-⇑α)
aux : ∀ (h : ↥H), ⁅h, e⁆ = α h • e
α' : ↥H := (cartanEquivDual H).symm (Weight.toLinear K (↥H) L α)
⊢ ⁅e, f⁆ - ((killingForm K L) e) f • ↑α' ∈ LinearMap.ker (killingForm K L)
Module: Mathlib.Algebra.Polynomial.Sequence

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝¹ : Ring R
S : Sequence R
inst✝ : IsDomain R
s : Finset ℕ
g : ℕ → R
eqzero : ∑ i ∈ s, g i • ↑S i = 0
i : ℕ
hi : i ∈ s
hsupzero : ¬(s.sup fun i ↦ (g i • ↑S i).degree) = ⊥
x : ℕ
left✝¹ : x ∈ s
hx : g x • ↑S x ≠ 0
y : ℕ
left✝ : y ∈ s
hy : g y • ↑S y ≠ 0
⊢ x ≠ y → (Ne on fun i ↦ (g i • ↑S i).degree) x y

Tactic:
xney

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝¹ : Ring R
S : Sequence R
inst✝ : IsDomain R
s : Finset ℕ
g : ℕ → R
eqzero : ∑ i ∈ s, g i • ↑S i = 0
i : ℕ
hi : i ∈ s
hsupzero : ¬(s.sup fun i ↦ (g i • ↑S i).degree) = ⊥
x : ℕ
left✝¹ : x ∈ s
hx : g x • ↑S x ≠ 0
y : ℕ
left✝ : y ∈ s
hy : g y • ↑S y ≠ 0
xney : x ≠ y
⊢ (Ne on fun i ↦ (g i • ↑S i).degree) x y
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Weights.Killing

Goal state before:
pp: case mem.add
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) (α β : ↥H → K), y ∈ rootSpace H α → z ∈ rootSpace H β → S ⁅y, z⁆ = ⁅S y, z⁆ + ⁅y, S z⁆
y✝¹ z : L
α : ↥H → K
y : L
hy : y ∈ rootSpace H α
x✝ y✝ : L
hx✝ : x✝ ∈ ⨆ i, rootSpace H i
hy✝ : y✝ ∈ ⨆ i, rootSpace H i
h : S ⁅y, x✝⁆ = ⁅S y, x✝⁆ + ⁅y, S x✝⁆
h' : S ⁅y, y✝⁆ = ⁅S y, y✝⁆ + ⁅y, S y✝⁆
⊢ S ⁅y, x✝ + y✝⁆ = ⁅S y, x✝ + y✝⁆ + ⁅y, S (x✝ + y✝)⁆

Tactic:
simp only [lie_add, map_add, h, h']; abel

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✝ : 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) (α β : ↥H → K), y ∈ rootSpace H α → z ∈ rootSpace H β → S ⁅y, z⁆ = ⁅S y, z⁆ + ⁅y, S z⁆
⊢ ((ad K L) x).IsSemisimple

Tactic:
replace h_der (y z : L) : S ⁅y, z⁆ = ⁅S y, z⁆ + ⁅y, S z⁆ := by
    have hy : y ∈ ⨆ α : H → K, rootSpace H α := by simp [iSup_genWeightSpace_eq_top]
    have hz : z ∈ ⨆ α : H → K, rootSpace H α := by simp [iSup_genWeightSpace_eq_top]
    induction hy using LieSubmodule.iSup_induction' with
    | mem α y hy =>
      induction hz using LieSubmodule.iSup_induction' with
      | mem β z hz => exact h_der y z α β hy hz
      | zero => simp
      | add _ _ _ _ h h' => simp only [lie_add, map_add, h, h']; abel
    | zero => simp
    | add _ _ _ _ h h' => simp only [add_lie, map_add, h, h']; abel

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⁆
⊢ ((ad K L) x).IsSemisimple
Module: Mathlib.Algebra.Lie.Basis.Basic

Goal state before:
pp: case lie.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
x yc : L
hyc : yc ∈ H
yl : L
hyl : yl ∈ lieSpan R L (range b.f)
yu : L
hyu : yu ∈ lieSpan R L (range b.e)
hx✝ : yc + yl + yu ∈ lieSpan R L (range b.e ∪ range b.f)
hu : yc + yl + yu ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
zc : L
hzc : zc ∈ H
zl : L
hzl : zl ∈ lieSpan R L (range b.f)
zu : L
hzu : zu ∈ lieSpan R L (range b.e)
hy✝ : zc + zl + zu ∈ lieSpan R L (range b.e ∪ range b.f)
hv : zc + zl + zu ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper
⊢ ⁅yu, zu⁆ ∈ H.toLieSubmodule ⊔ b.borelLower ⊔ b.borelUpper

Tactic:
· exact LieSubmodule.mem_sup_right <| lie_mem _ hyu hzu

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
⊢ (traceForm K (↥H) L).orthogonal (K ∙ coroot α) = Weight.ker

Tactic:
if hα : α.IsZero then
    have hα' : coroot α = 0 := by simpa
    replace hα : α.ker = ⊤ := by ext; simp [hα]
    simp [hα, hα']
  else
    refine le_antisymm (fun x hx ↦ ?_) (fun x hx y hy ↦ ?_)
    · simp only [LinearMap.BilinForm.mem_orthogonal_iff] at hx
      specialize hx (coroot α) (Submodule.mem_span_singleton_self _)
      simp only [traceForm_coroot, smul_eq_mul, nsmul_eq_mul,
        Nat.cast_ofNat, mul_eq_zero, OfNat.ofNat_ne_zero, inv_eq_zero, false_or] at hx
      simpa using hx.resolve_left (root_apply_cartanEquivDual_symm_ne_zero hα)
    · have := traceForm_eq_zero_of_mem_ker_of_mem_span_coroot hx hy
      rwa [traceForm_comm] at this

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

Goal state before:
pp: case neg_add_one
R : Type u_1
inst✝ : CommRing R
n : ℕ
ih1 : eval (-1) (U R (-↑n)) = ↑↑(-↑n).negOnePow * (↑(-↑n) + 1)
ih2 : eval (-1) (U R (-↑n + 1)) = ↑↑(-↑n + 1).negOnePow * (↑(-↑n + 1) + 1)
⊢ eval (-1) (U R (-↑n - 1)) = ↑↑(-↑n - 1).negOnePow * (↑(-↑n - 1) + 1)

Tactic:
simp only [U_sub_one, eval_sub, eval_mul, eval_ofNat, eval_X, mul_neg, mul_one, ih1,
      Int.cast_neg, Int.cast_natCast, Int.negOnePow_neg, neg_mul, ih2, Int.cast_add, Int.cast_one,
      Int.cast_sub, sub_add_cancel, Int.negOnePow_sub, Int.negOnePow_add]

Goal state after:
case neg_add_one
R : Type u_1
inst✝ : CommRing R
n : ℕ
ih1 : eval (-1) (U R (-↑n)) = ↑↑(-↑n).negOnePow * (↑(-↑n) + 1)
ih2 : eval (-1) (U R (-↑n + 1)) = ↑↑(-↑n + 1).negOnePow * (↑(-↑n + 1) + 1)
⊢ -(2 * (↑↑(↑n).negOnePow * (-↑n + 1))) - ↑↑((↑n).negOnePow * Int.negOnePow 1) * (-↑n + 1 + 1) =
    -(↑↑((↑n).negOnePow * Int.negOnePow 1) * ↑n)
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)
⊢ False

Tactic:
obtain ⟨h, e, f, ht, heα, hfα⟩ := exists_isSl2Triple_of_weight_isNonZero hα

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✝ : 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)
⊢ False
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : Invertible 2
n : ℤ
this : (C R n).comp (↑2 * (Polynomial.C ⅟2 * X)) = ↑2 * (T R n).comp (Polynomial.C ⅟2 * X)
⊢ C R n = 2 * (T R n).comp (Polynomial.C ⅟2 * X)

Tactic:
← mul_assoc,

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : Invertible 2
n : ℤ
this : (C R n).comp (↑2 * Polynomial.C ⅟2 * X) = ↑2 * (T R n).comp (Polynomial.C ⅟2 * X)
⊢ C R n = 2 * (T R n).comp (Polynomial.C ⅟2 * X)
Module: Mathlib.RingTheory.Polynomial.Chebyshev

Goal state before:
pp: R : Type u_1
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : Invertible 2
n : ℤ
⊢ T R n = Polynomial.C ⅟2 * (2 * T R n)

Tactic:
← mul_assoc,

Goal state after:
R : Type u_1
inst✝¹ : CommRing R
inst✝ : Invertible 2
n : ℤ
⊢ T R n = Polynomial.C ⅟2 * 2 * T R n