Module: Mathlib.RingTheory.Etale.QuasiFinite

Goal state before:
pp: case h.succ
R : Type u
S : Type (max u v)
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : CommRing S
inst✝² : Algebra R S
inst✝¹ : Module.Finite R S
p : Ideal R
inst✝ : p.IsPrime
this : IsArtinianRing (p.ResidueField ⊗[R] S)
hpSfin : (p.primesOver S).Finite
n : ℕ
IH :
  ∀ m < n + 1,
    ∀ {R : Type u} {S : Type (max u v)} [inst : CommRing R] [inst_1 : CommRing S] [inst_2 : Algebra R S]
      [Module.Finite R S] (p : Ideal R) [inst_4 : p.IsPrime],
      (p.primesOver S).ncard = m →
        ∃ R' x x_1,
          ∃ (_ : Etale R R'),
            ∃ P,
              ∃ (x_3 : P.IsPrime) (x_4 : P.LiesOver p),
                ∃ n e,
                  ∃ (_ : CompleteOrthogonalIdempotents e),
                    ∃ P',
                      ∃ (_ : ∀ (i : Fin n), (P' i).IsPrime) (_ : ∀ (i : Fin n), (P' i).LiesOver P),
                        Function.Bijective ⇑(Ideal.ResidueField.mapₐ p P (ofId R R') ⋯) ∧
                          (∀ (i : Fin n), e i.castSucc ∉ P' i) ∧
                            ∀ (P'' : Ideal (R' ⊗[R] S)),
                              P''.IsPrime →
                                P''.LiesOver P → e (Fin.last n) ∈ P'' ∧ ∀ (i : Fin n), e i.castSucc ∉ P'' → P'' = P' i
h : (p.primesOver S).ncard = n + 1
q : Ideal S
hq : q.IsPrime
hq' : q.LiesOver p
R' : Type u
w✝⁶ : CommRing R'
w✝⁵ : Algebra R R'
w✝⁴ : Etale R R'
P : Ideal R'
w✝³ : P.IsPrime
w✝² : P.LiesOver p
e : R' ⊗[R] S
he : IsIdempotentElem e
P' : Ideal (R' ⊗[R] S)
w✝¹ : P'.IsPrime
w✝ : P'.LiesOver P
hP'q : Ideal.comap TensorProduct.includeRight.toRingHom P' = q
heP' : e ∉ P'
hpP : Function.Bijective ⇑(Ideal.ResidueField.mapₐ p P (ofId R R') ⋯)
left✝ : Module.Finite R' (Localization.Away e)
H : ∀ (P'' : Ideal (R' ⊗[R] S)), P''.IsPrime → P''.LiesOver P → e ∉ P'' → P'' = P'
⊢ ∃ R' x x_1,
    ∃ (_ : Etale R R'),
      ∃ P,
        ∃ (x_3 : P.IsPrime) (x_4 : P.LiesOver p),
          ∃ n e,
            ∃ (_ : CompleteOrthogonalIdempotents e),
              ∃ P',
                ∃ (_ : ∀ (i : Fin n), (P' i).IsPrime) (_ : ∀ (i : Fin n), (P' i).LiesOver P),
                  Function.Bijective ⇑(Ideal.ResidueField.mapₐ p P (ofId R R') ⋯) ∧
                    (∀ (i : Fin n), e i.castSucc ∉ P' i) ∧
                      ∀ (P'' : Ideal (R' ⊗[R] S)),
                        P''.IsPrime →
                          P''.LiesOver P → e (Fin.last n) ∈ P'' ∧ ∀ (i : Fin n), e i.castSucc ∉ P'' → P'' = P' i

Tactic:
have : (P.primesOver (R' ⊗[R] S ⧸ Ideal.span {e})).ncard < n + 1 := by
      let F := Ideal.fiberIsoOfBijectiveResidueField hpP (S := S)
      refine (Ideal.ncard_primesOver_quotient_singleton_lt_of_notMem _ _
        P' heP' (F.finite_iff.mpr hpSfin)).trans_le ?_
      rw [← h, ← Nat.card_coe_set_eq, ← Nat.card_coe_set_eq, Nat.card_congr F.toEquiv]

Goal state after:
case h.succ
R : Type u
S : Type (max u v)
inst✝⁴ : CommRing R
inst✝³ : CommRing S
inst✝² : Algebra R S
inst✝¹ : Module.Finite R S
p : Ideal R
inst✝ : p.IsPrime
this✝ : IsArtinianRing (p.ResidueField ⊗[R] S)
hpSfin : (p.primesOver S).Finite
n : ℕ
IH :
  ∀ m < n + 1,
    ∀ {R : Type u} {S : Type (max u v)} [inst : CommRing R] [inst_1 : CommRing S] [inst_2 : Algebra R S]
      [Module.Finite R S] (p : Ideal R) [inst_4 : p.IsPrime],
      (p.primesOver S).ncard = m →
        ∃ R' x x_1,
          ∃ (_ : Etale R R'),
            ∃ P,
              ∃ (x_3 : P.IsPrime) (x_4 : P.LiesOver p),
                ∃ n e,
                  ∃ (_ : CompleteOrthogonalIdempotents e),
                    ∃ P',
                      ∃ (_ : ∀ (i : Fin n), (P' i).IsPrime) (_ : ∀ (i : Fin n), (P' i).LiesOver P),
                        Function.Bijective ⇑(Ideal.ResidueField.mapₐ p P (ofId R R') ⋯) ∧
                          (∀ (i : Fin n), e i.castSucc ∉ P' i) ∧
                            ∀ (P'' : Ideal (R' ⊗[R] S)),
                              P''.IsPrime →
                                P''.LiesOver P → e (Fin.last n) ∈ P'' ∧ ∀ (i : Fin n), e i.castSucc ∉ P'' → P'' = P' i
h : (p.primesOver S).ncard = n + 1
q : Ideal S
hq : q.IsPrime
hq' : q.LiesOver p
R' : Type u
w✝⁶ : CommRing R'
w✝⁵ : Algebra R R'
w✝⁴ : Etale R R'
P : Ideal R'
w✝³ : P.IsPrime
w✝² : P.LiesOver p
e : R' ⊗[R] S
he : IsIdempotentElem e
P' : Ideal (R' ⊗[R] S)
w✝¹ : P'.IsPrime
w✝ : P'.LiesOver P
hP'q : Ideal.comap TensorProduct.includeRight.toRingHom P' = q
heP' : e ∉ P'
hpP : Function.Bijective ⇑(Ideal.ResidueField.mapₐ p P (ofId R R') ⋯)
left✝ : Module.Finite R' (Localization.Away e)
H : ∀ (P'' : Ideal (R' ⊗[R] S)), P''.IsPrime → P''.LiesOver P → e ∉ P'' → P'' = P'
this : (P.primesOver (R' ⊗[R] S ⧸ Ideal.span {e})).ncard < n + 1
⊢ ∃ R' x x_1,
    ∃ (_ : Etale R R'),
      ∃ P,
        ∃ (x_3 : P.IsPrime) (x_4 : P.LiesOver p),
          ∃ n e,
            ∃ (_ : CompleteOrthogonalIdempotents e),
              ∃ P',
                ∃ (_ : ∀ (i : Fin n), (P' i).IsPrime) (_ : ∀ (i : Fin n), (P' i).LiesOver P),
                  Function.Bijective ⇑(Ideal.ResidueField.mapₐ p P (ofId R R') ⋯) ∧
                    (∀ (i : Fin n), e i.castSucc ∉ P' i) ∧
                      ∀ (P'' : Ideal (R' ⊗[R] S)),
                        P''.IsPrime →
                          P''.LiesOver P → e (Fin.last n) ∈ P'' ∧ ∀ (i : Fin n), e i.castSucc ∉ P'' → P'' = P' i