Theorem: PowerBasis.trace_gen_eq_nextCoeff_minpoly
File: Mathlib/RingTheory/Trace/Basic.lean

Proof steps:
state_before: R : Type u_1
S : Type u_2
T : Type u_3
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : CommRing S
inst✝¹⁰ : CommRing T
inst✝⁹ : Algebra R S
inst✝⁸ : Algebra R T
K : Type u_4
L : Type u_5
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : Field L
inst✝⁵ : Algebra K L
ι κ : Type w
inst✝⁴ : Fintype ι
F : Type u_6
inst✝³ : Field F
inst✝² : Algebra K S
inst✝¹ : Algebra K F
inst✝ : Nontrivial S
pb : PowerBasis K S
⊢ (Algebra.trace K S) pb.gen = -(minpoly K pb.gen).nextCoeff
state_after: R : Type u_1
S : Type u_2
T : Type u_3
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : CommRing S
inst✝¹⁰ : CommRing T
inst✝⁹ : Algebra R S
inst✝⁸ : Algebra R T
K : Type u_4
L : Type u_5
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : Field L
inst✝⁵ : Algebra K L
ι κ : Type w
inst✝⁴ : Fintype ι
F : Type u_6
inst✝³ : Field F
inst✝² : Algebra K S
inst✝¹ : Algebra K F
inst✝ : Nontrivial S
pb : PowerBasis K S
d_pos : 0 < pb.dim
⊢ (Algebra.trace K S) pb.gen = -(minpoly K pb.gen).nextCoeff
tactic: have d_pos : 0 < pb.dim := PowerBasis.dim_pos pb
state_before: R : Type u_1
S : Type u_2
T : Type u_3
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : CommRing S
inst✝¹⁰ : CommRing T
inst✝⁹ : Algebra R S
inst✝⁸ : Algebra R T
K : Type u_4
L : Type u_5
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : Field L
inst✝⁵ : Algebra K L
ι κ : Type w
inst✝⁴ : Fintype ι
F : Type u_6
inst✝³ : Field F
inst✝² : Algebra K S
inst✝¹ : Algebra K F
inst✝ : Nontrivial S
pb : PowerBasis K S
d_pos : 0 < pb.dim
⊢ (Algebra.trace K S) pb.gen = -(minpoly K pb.gen).nextCoeff
state_after: R : Type u_1
S : Type u_2
T : Type u_3
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : CommRing S
inst✝¹⁰ : CommRing T
inst✝⁹ : Algebra R S
inst✝⁸ : Algebra R T
K : Type u_4
L : Type u_5
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : Field L
inst✝⁵ : Algebra K L
ι κ : Type w
inst✝⁴ : Fintype ι
F : Type u_6
inst✝³ : Field F
inst✝² : Algebra K S
inst✝¹ : Algebra K F
inst✝ : Nontrivial S
pb : PowerBasis K S
d_pos : 0 < pb.dim
d_pos' : 0 < (minpoly K pb.gen).natDegree
⊢ (Algebra.trace K S) pb.gen = -(minpoly K pb.gen).nextCoeff
tactic: have d_pos' : 0 < (minpoly K pb.gen).natDegree := by simpa
state_before: R : Type u_1
S : Type u_2
T : Type u_3
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : CommRing S
inst✝¹⁰ : CommRing T
inst✝⁹ : Algebra R S
inst✝⁸ : Algebra R T
K : Type u_4
L : Type u_5
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : Field L
inst✝⁵ : Algebra K L
ι κ : Type w
inst✝⁴ : Fintype ι
F : Type u_6
inst✝³ : Field F
inst✝² : Algebra K S
inst✝¹ : Algebra K F
inst✝ : Nontrivial S
pb : PowerBasis K S
d_pos : 0 < pb.dim
d_pos' : 0 < (minpoly K pb.gen).natDegree
⊢ (Algebra.trace K S) pb.gen = -(minpoly K pb.gen).nextCoeff
state_after: R : Type u_1
S : Type u_2
T : Type u_3
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : CommRing S
inst✝¹⁰ : CommRing T
inst✝⁹ : Algebra R S
inst✝⁸ : Algebra R T
K : Type u_4
L : Type u_5
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : Field L
inst✝⁵ : Algebra K L
ι κ : Type w
inst✝⁴ : Fintype ι
F : Type u_6
inst✝³ : Field F
inst✝² : Algebra K S
inst✝¹ : Algebra K F
inst✝ : Nontrivial S
pb : PowerBasis K S
d_pos : 0 < pb.dim
d_pos' : 0 < (minpoly K pb.gen).natDegree
this : Nonempty (Fin pb.dim)
⊢ (Algebra.trace K S) pb.gen = -(minpoly K pb.gen).nextCoeff
tactic: haveI : Nonempty (Fin pb.dim) := ⟨⟨0, d_pos⟩⟩
state_before: R : Type u_1
S : Type u_2
T : Type u_3
inst✝¹² : CommRing R
inst✝¹¹ : CommRing S
inst✝¹⁰ : CommRing T
inst✝⁹ : Algebra R S
inst✝⁸ : Algebra R T
K : Type u_4
L : Type u_5
inst✝⁷ : Field K
inst✝⁶ : Field L
inst✝⁵ : Algebra K L
ι κ : Type w
inst✝⁴ : Fintype ι
F : Type u_6
inst✝³ : Field F
inst✝² : Algebra K S
inst✝¹ : Algebra K F
inst✝ : Nontrivial S
pb : PowerBasis K S
d_pos : 0 < pb.dim
d_pos' : 0 < (minpoly K pb.gen).natDegree
this : Nonempty (Fin pb.dim)
⊢ (Algebra.trace K S) pb.gen = -(minpoly K pb.gen).nextCoeff
state_after: no goals
tactic: rw [trace_eq_matrix_trace pb.basis, trace_eq_neg_charpoly_coeff, charpoly_leftMulMatrix, ←
    pb.natDegree_minpoly, Fintype.card_fin, ← nextCoeff_of_natDegree_pos d_pos']