Theorem: LieAlgebra.mapsTo_toEnd_weightSpace_add_of_mem_rootSpace
File: Mathlib/Algebra/Lie/Weights/Cartan.lean

Proof steps:
state_before: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝⁴ : IsNilpotent R ↥H
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
α χ : ↥H → R
x : L
hx : x ∈ rootSpace H α
⊢ MapsTo ⇑((toEnd R L M) x) ↑(weightSpace M χ) ↑(weightSpace M (α + χ))
state_after: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝⁴ : IsNilpotent R ↥H
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
α χ : ↥H → R
x : L
hx : x ∈ rootSpace H α
m : M
hm : m ∈ ↑(weightSpace M χ)
⊢ ((toEnd R L M) x) m ∈ ↑(weightSpace M (α + χ))
tactic: intro m hm
state_before: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝⁴ : IsNilpotent R ↥H
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
α χ : ↥H → R
x : L
hx : x ∈ rootSpace H α
m : M
hm : m ∈ ↑(weightSpace M χ)
⊢ ((toEnd R L M) x) m ∈ ↑(weightSpace M (α + χ))
state_after: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝⁴ : IsNilpotent R ↥H
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
α χ : ↥H → R
x : L
hx : x ∈ rootSpace H α
m : M
hm : m ∈ ↑(weightSpace M χ)
x' : ↥(rootSpace H α) := ⟨x, hx⟩
⊢ ((toEnd R L M) x) m ∈ ↑(weightSpace M (α + χ))
tactic: let x' : rootSpace H α := ⟨x, hx⟩
state_before: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝⁴ : IsNilpotent R ↥H
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
α χ : ↥H → R
x : L
hx : x ∈ rootSpace H α
m : M
hm : m ∈ ↑(weightSpace M χ)
x' : ↥(rootSpace H α) := ⟨x, hx⟩
⊢ ((toEnd R L M) x) m ∈ ↑(weightSpace M (α + χ))
state_after: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝⁴ : IsNilpotent R ↥H
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
α χ : ↥H → R
x : L
hx : x ∈ rootSpace H α
m : M
hm : m ∈ ↑(weightSpace M χ)
x' : ↥(rootSpace H α) := ⟨x, hx⟩
m' : ↥(weightSpace M χ) := ⟨m, hm⟩
⊢ ((toEnd R L M) x) m ∈ ↑(weightSpace M (α + χ))
tactic: let m' : weightSpace M χ := ⟨m, hm⟩
state_before: R : Type u_1
L : Type u_2
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : LieRing L
inst✝⁵ : LieAlgebra R L
H : LieSubalgebra R L
inst✝⁴ : IsNilpotent R ↥H
M : Type u_3
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
α χ : ↥H → R
x : L
hx : x ∈ rootSpace H α
m : M
hm : m ∈ ↑(weightSpace M χ)
x' : ↥(rootSpace H α) := ⟨x, hx⟩
m' : ↥(weightSpace M χ) := ⟨m, hm⟩
⊢ ((toEnd R L M) x) m ∈ ↑(weightSpace M (α + χ))
state_after: no goals
tactic: exact (rootSpaceWeightSpaceProduct R L H M α χ (α + χ) rfl (x' ⊗ₜ m')).property