Theorem: LieModule.disjoint_lowerCentralSeries_maxTrivSubmodule_iff
File: Mathlib/Algebra/Lie/Nilpotent.lean

Proof steps:
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
⊢ Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M) ↔ IsTrivial L M
state_after: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
⊢ IsTrivial L M
tactic: refine ⟨fun h ↦ ?_, fun h ↦ by simp⟩
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
⊢ IsTrivial L M
state_after: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
a✝ : Nontrivial M
⊢ IsTrivial L M
tactic: nontriviality M
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
a✝ : Nontrivial M
⊢ IsTrivial L M
state_after: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
a✝ : Nontrivial M
contra : ¬IsTrivial L M
⊢ False
tactic: by_contra contra
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
a✝ : Nontrivial M
contra : ¬IsTrivial L M
⊢ False
state_after: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
a✝ : Nontrivial M
contra : ¬IsTrivial L M
this : lowerCentralSeriesLast R L M ≤ lowerCentralSeries R L M 1 ⊓ maxTrivSubmodule R L M
⊢ False
tactic: have : lowerCentralSeriesLast R L M ≤ lowerCentralSeries R L M 1 ⊓ maxTrivSubmodule R L M :=
    le_inf_iff.mpr ⟨lowerCentralSeriesLast_le_of_not_isTrivial R L M contra,
      lowerCentralSeriesLast_le_max_triv R L M⟩
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
a✝ : Nontrivial M
contra : ¬IsTrivial L M
this : lowerCentralSeriesLast R L M ≤ lowerCentralSeries R L M 1 ⊓ maxTrivSubmodule R L M
⊢ False
state_after: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
a✝ : Nontrivial M
contra : ¬IsTrivial L M
this : lowerCentralSeriesLast R L M ≤ lowerCentralSeries R L M 1 ⊓ maxTrivSubmodule R L M
⊢ ¬Nontrivial ↥↑(lowerCentralSeriesLast R L M)
tactic: suffices ¬ Nontrivial (lowerCentralSeriesLast R L M) by
    exact this (nontrivial_lowerCentralSeriesLast R L M)
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
a✝ : Nontrivial M
contra : ¬IsTrivial L M
this : lowerCentralSeriesLast R L M ≤ lowerCentralSeries R L M 1 ⊓ maxTrivSubmodule R L M
⊢ ¬Nontrivial ↥↑(lowerCentralSeriesLast R L M)
state_after: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
a✝ : Nontrivial M
contra : ¬IsTrivial L M
this : lowerCentralSeriesLast R L M = ⊥
⊢ ¬Nontrivial ↥↑(lowerCentralSeriesLast R L M)
tactic: rw [h.eq_bot, le_bot_iff] at this
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝¹¹ : CommRing R
inst✝¹⁰ : LieRing L
inst✝⁹ : LieAlgebra R L
inst✝⁸ : AddCommGroup M
inst✝⁷ : Module R M
inst✝⁶ : LieRingModule L M
inst✝⁵ : LieModule R L M
k : ℕ
N : LieSubmodule R L M
M₂ : Type w₁
inst✝⁴ : AddCommGroup M₂
inst✝³ : Module R M₂
inst✝² : LieRingModule L M₂
inst✝¹ : LieModule R L M₂
inst✝ : IsNilpotent R L M
h : Disjoint (lowerCentralSeries R L M 1) (maxTrivSubmodule R L M)
a✝ : Nontrivial M
contra : ¬IsTrivial L M
this : lowerCentralSeriesLast R L M = ⊥
⊢ ¬Nontrivial ↥↑(lowerCentralSeriesLast R L M)
state_after: no goals
tactic: exact this ▸ not_nontrivial _