Theorem: LinearMap.trace_transpose
File: Mathlib/LinearAlgebra/Trace.lean

Proof steps:
state_before: R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
M : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M
inst✝¹⁰ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
ι : Type u_5
inst✝⁵ : Module.Free R M
inst✝⁴ : Module.Finite R M
inst✝³ : Module.Free R N
inst✝² : Module.Finite R N
inst✝¹ : Module.Free R P
inst✝ : Module.Finite R P
⊢ trace R (Module.Dual R M) ∘ₗ Module.Dual.transpose = trace R M
state_after: R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
M : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M
inst✝¹⁰ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
ι : Type u_5
inst✝⁵ : Module.Free R M
inst✝⁴ : Module.Finite R M
inst✝³ : Module.Free R N
inst✝² : Module.Finite R N
inst✝¹ : Module.Free R P
inst✝ : Module.Finite R P
e : Module.Dual R M ⊗[R] M ≃ₗ[R] M →ₗ[R] M := dualTensorHomEquiv R M M
⊢ trace R (Module.Dual R M) ∘ₗ Module.Dual.transpose = trace R M
tactic: let e := dualTensorHomEquiv R M M
state_before: R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
M : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M
inst✝¹⁰ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
ι : Type u_5
inst✝⁵ : Module.Free R M
inst✝⁴ : Module.Finite R M
inst✝³ : Module.Free R N
inst✝² : Module.Finite R N
inst✝¹ : Module.Free R P
inst✝ : Module.Finite R P
e : Module.Dual R M ⊗[R] M ≃ₗ[R] M →ₗ[R] M := dualTensorHomEquiv R M M
⊢ trace R (Module.Dual R M) ∘ₗ Module.Dual.transpose = trace R M
state_after: R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
M : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M
inst✝¹⁰ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
ι : Type u_5
inst✝⁵ : Module.Free R M
inst✝⁴ : Module.Finite R M
inst✝³ : Module.Free R N
inst✝² : Module.Finite R N
inst✝¹ : Module.Free R P
inst✝ : Module.Finite R P
e : Module.Dual R M ⊗[R] M ≃ₗ[R] M →ₗ[R] M := dualTensorHomEquiv R M M
h : Function.Surjective ⇑↑e
⊢ trace R (Module.Dual R M) ∘ₗ Module.Dual.transpose = trace R M
tactic: have h : Function.Surjective e.toLinearMap := e.surjective
state_before: R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
M : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M
inst✝¹⁰ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
ι : Type u_5
inst✝⁵ : Module.Free R M
inst✝⁴ : Module.Finite R M
inst✝³ : Module.Free R N
inst✝² : Module.Finite R N
inst✝¹ : Module.Free R P
inst✝ : Module.Finite R P
e : Module.Dual R M ⊗[R] M ≃ₗ[R] M →ₗ[R] M := dualTensorHomEquiv R M M
h : Function.Surjective ⇑↑e
⊢ trace R (Module.Dual R M) ∘ₗ Module.Dual.transpose = trace R M
state_after: R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
M : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M
inst✝¹⁰ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
ι : Type u_5
inst✝⁵ : Module.Free R M
inst✝⁴ : Module.Finite R M
inst✝³ : Module.Free R N
inst✝² : Module.Finite R N
inst✝¹ : Module.Free R P
inst✝ : Module.Finite R P
e : Module.Dual R M ⊗[R] M ≃ₗ[R] M →ₗ[R] M := dualTensorHomEquiv R M M
h : Function.Surjective ⇑↑e
⊢ (trace R (Module.Dual R M) ∘ₗ Module.Dual.transpose) ∘ₗ ↑e = trace R M ∘ₗ ↑e
tactic: refine (cancel_right h).1 ?_
state_before: R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
M : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M
inst✝¹⁰ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
ι : Type u_5
inst✝⁵ : Module.Free R M
inst✝⁴ : Module.Finite R M
inst✝³ : Module.Free R N
inst✝² : Module.Finite R N
inst✝¹ : Module.Free R P
inst✝ : Module.Finite R P
e : Module.Dual R M ⊗[R] M ≃ₗ[R] M →ₗ[R] M := dualTensorHomEquiv R M M
h : Function.Surjective ⇑↑e
⊢ (trace R (Module.Dual R M) ∘ₗ Module.Dual.transpose) ∘ₗ ↑e = trace R M ∘ₗ ↑e
state_after: case a.h.h
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
M : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M
inst✝¹⁰ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
ι : Type u_5
inst✝⁵ : Module.Free R M
inst✝⁴ : Module.Finite R M
inst✝³ : Module.Free R N
inst✝² : Module.Finite R N
inst✝¹ : Module.Free R P
inst✝ : Module.Finite R P
e : Module.Dual R M ⊗[R] M ≃ₗ[R] M →ₗ[R] M := dualTensorHomEquiv R M M
h : Function.Surjective ⇑↑e
f : Module.Dual R M
m : M
⊢ ((AlgebraTensorModule.curry ((trace R (Module.Dual R M) ∘ₗ Module.Dual.transpose) ∘ₗ ↑e)) f) m =
    ((AlgebraTensorModule.curry (trace R M ∘ₗ ↑e)) f) m
tactic: ext f m
state_before: case a.h.h
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
M : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M
inst✝¹⁰ : Module R M
N : Type u_3
P : Type u_4
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
ι : Type u_5
inst✝⁵ : Module.Free R M
inst✝⁴ : Module.Finite R M
inst✝³ : Module.Free R N
inst✝² : Module.Finite R N
inst✝¹ : Module.Free R P
inst✝ : Module.Finite R P
e : Module.Dual R M ⊗[R] M ≃ₗ[R] M →ₗ[R] M := dualTensorHomEquiv R M M
h : Function.Surjective ⇑↑e
f : Module.Dual R M
m : M
⊢ ((AlgebraTensorModule.curry ((trace R (Module.Dual R M) ∘ₗ Module.Dual.transpose) ∘ₗ ↑e)) f) m =
    ((AlgebraTensorModule.curry (trace R M ∘ₗ ↑e)) f) m
state_after: no goals
tactic: simp [e]