Theorem: Module.support_of_exact
File: Mathlib/RingTheory/Support.lean

Proof steps:
state_before: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
⊢ support R N = support R M ∪ support R P
state_after: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
⊢ support R N ⊆ support R M ∪ support R P
tactic: refine subset_antisymm ?_ (Set.union_subset (Module.support_subset_of_injective f hf)
    (Module.support_subset_of_surjective g hg))
state_before: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
⊢ support R N ⊆ support R M ∪ support R P
state_after: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
⊢ x ∈ support R N → x ∈ support R M ∪ support R P
tactic: intro x
state_before: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
⊢ x ∈ support R N → x ∈ support R M ∪ support R P
state_after: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
⊢ x ∉ support R M ∪ support R P → x ∉ support R N
tactic: contrapose
state_before: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
⊢ x ∉ support R M ∪ support R P → x ∉ support R N
state_after: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
⊢ (∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0) →
    (∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0) → ∀ (m : N), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
tactic: simp only [Set.mem_union, not_or, and_imp, not_mem_support_iff']
state_before: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
⊢ (∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0) →
    (∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0) → ∀ (m : N), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
state_after: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
tactic: intro H₁ H₂ m
state_before: R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
state_after: case intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
e₁ : r • g m = 0
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
tactic: obtain ⟨r, hr, e₁⟩ := H₂ (g m)
state_before: case intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
e₁ : r • g m = 0
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
state_after: case intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
e₁ : r • m ∈ Set.range ⇑f
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
tactic: rw [← map_smul, h] at e₁
state_before: case intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
e₁ : r • m ∈ Set.range ⇑f
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
state_after: case intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
m' : M
hm' : f m' = r • m
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
tactic: obtain ⟨m', hm'⟩ := e₁
state_before: case intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
m' : M
hm' : f m' = r • m
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
m' : M
hm' : f m' = r • m
s : R
hs : s ∉ x.asIdeal
e₁ : s • m' = 0
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
tactic: obtain ⟨s, hs, e₁⟩ := H₁ m'
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
M : Type u_2
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : AddCommGroup M
inst✝⁴ : Module R M
p : PrimeSpectrum R
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝³ : AddCommGroup N
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : AddCommGroup P
inst✝ : Module R P
f : M →ₗ[R] N
g : N →ₗ[R] P
h : Function.Exact ⇑f ⇑g
hf : Function.Injective ⇑f
hg : Function.Surjective ⇑g
x : PrimeSpectrum R
H₁ : ∀ (m : M), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
H₂ : ∀ (m : P), ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
m : N
r : R
hr : r ∉ x.asIdeal
m' : M
hm' : f m' = r • m
s : R
hs : s ∉ x.asIdeal
e₁ : s • m' = 0
⊢ ∃ r ∉ x.asIdeal, r • m = 0
state_after: no goals
tactic: exact ⟨_, x.asIdeal.primeCompl.mul_mem hs hr, by rw [mul_smul, ← hm', ← map_smul, e₁, map_zero]⟩