Theorem: IsFractionRing.isUnit_den_iff
File: Mathlib/RingTheory/Localization/NumDen.lean

Proof steps:
state_before: R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(den A x)
⊢ IsInteger A x
state_after: case intro
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ IsInteger A x
tactic: obtain ⟨den, hd⟩ := IsUnit.exists_right_inv h
state_before: case intro
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ IsInteger A x
state_after: case h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) (num A x * den) = x
tactic: use (num A x) * den
state_before: case h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) (num A x * den) = x
state_after: case h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) (num A x * den) = (algebraMap A K) (num A x) / (algebraMap A K) ↑(IsFractionRing.den A x)
tactic: conv => rhs; rw [← mk'_num_den' A x]
state_before: case h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) (num A x * den) = (algebraMap A K) (num A x) / (algebraMap A K) ↑(IsFractionRing.den A x)
state_after: case h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) (num A x) * (algebraMap A K) den =
    (algebraMap A K) (num A x) * ((algebraMap A K) ↑(IsFractionRing.den A x))⁻¹
tactic: rw [map_mul, div_eq_mul_inv]
state_before: case h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) (num A x) * (algebraMap A K) den =
    (algebraMap A K) (num A x) * ((algebraMap A K) ↑(IsFractionRing.den A x))⁻¹
state_after: case h.e_a
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) den = ((algebraMap A K) ↑(IsFractionRing.den A x))⁻¹
tactic: congr 1
state_before: case h.e_a
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) den = ((algebraMap A K) ↑(IsFractionRing.den A x))⁻¹
state_after: case h.e_a.h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) ↑(IsFractionRing.den A x) * (algebraMap A K) den = 1
tactic: apply eq_inv_of_mul_eq_one_right
state_before: case h.e_a.h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) ↑(IsFractionRing.den A x) * (algebraMap A K) den = 1
state_after: case h.e_a.h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) (↑(IsFractionRing.den A x) * den) = 1
tactic: rw [← map_mul]
state_before: case h.e_a.h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsUnit ↑(IsFractionRing.den A x)
den : A
hd : ↑(IsFractionRing.den A x) * den = 1
⊢ (algebraMap A K) (↑(IsFractionRing.den A x) * den) = 1
state_after: no goals
tactic: simp only [hd, OneMemClass.coe_one, map_one]
state_before: R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h : IsInteger A x
⊢ IsUnit ↑(den A x)
state_after: R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h✝ : IsInteger A x
v : A
h : (algebraMap A K) v = x
⊢ IsUnit ↑(den A x)
tactic: have ⟨v, h⟩ := h
state_before: R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h✝ : IsInteger A x
v : A
h : (algebraMap A K) v = x
⊢ IsUnit ↑(den A x)
state_after: R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h✝ : IsInteger A x
v : A
h : (algebraMap A K) v = x
⊢ ↑(den A x) ∣ num A x
tactic: apply IsRelPrime.isUnit_of_dvd (num_den_reduced A x).symm
state_before: R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h✝ : IsInteger A x
v : A
h : (algebraMap A K) v = x
⊢ ↑(den A x) ∣ num A x
state_after: case h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h✝ : IsInteger A x
v : A
h : (algebraMap A K) v = x
⊢ num A x = ↑(den A x) * v
tactic: use v
state_before: case h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h✝ : IsInteger A x
v : A
h : (algebraMap A K) v = x
⊢ num A x = ↑(den A x) * v
state_after: case h
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h✝ : IsInteger A x
v : A
h : (algebraMap A K) v = x
⊢ (algebraMap A K) (num A x) = (algebraMap A K) (↑(den A x) * v)

case h.inj
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h✝ : IsInteger A x
v : A
h : (algebraMap A K) v = x
⊢ Function.Injective ⇑(algebraMap A K)
tactic: apply_fun algebraMap A K
state_before: case h.inj
R : Type u_1
inst✝⁹ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁸ : CommRing S
inst✝⁷ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝⁶ : CommRing P
A : Type u_4
inst✝⁵ : CommRing A
inst✝⁴ : IsDomain A
inst✝³ : UniqueFactorizationMonoid A
K : Type u_5
inst✝² : Field K
inst✝¹ : Algebra A K
inst✝ : IsFractionRing A K
x : K
h✝ : IsInteger A x
v : A
h : (algebraMap A K) v = x
⊢ Function.Injective ⇑(algebraMap A K)
state_after: no goals
tactic: exact NoZeroSMulDivisors.algebraMap_injective A K