Theorem: LieSubmodule.sSup_image_lieSpan_singleton
File: Mathlib/Algebra/Lie/Submodule.lean

Proof steps:
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
s : Set M
⊢ sSup ((fun x => lieSpan R L {x}) '' ↑N) = N
state_after: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
s : Set M
⊢ N ≤ sSup ((fun x => lieSpan R L {x}) '' ↑N)
tactic: refine le_antisymm (sSup_le <| by simp) ?_
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
s : Set M
⊢ N ≤ sSup ((fun x => lieSpan R L {x}) '' ↑N)
state_after: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
s : Set M
⊢ ↑N ≤ sSup {x | ∃ s, (∃ x ∈ N, lieSpan R L {x} = s) ∧ ↑s = x}
tactic: simp_rw [← coeSubmodule_le_coeSubmodule, sSup_coe_toSubmodule, Set.mem_image, SetLike.mem_coe]
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
N N' : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
s : Set M
⊢ ↑N ≤ sSup {x | ∃ s, (∃ x ∈ N, lieSpan R L {x} = s) ∧ ↑s = x}
state_after: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
N N'✝ : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
s : Set M
m : M
hm : m ∈ ↑N
N' : Submodule R M
hN' : ∀ p ∈ {x | ∃ s, (∃ x ∈ N, lieSpan R L {x} = s) ∧ ↑s = x}, p ≤ N'
⊢ m ∈ N'
tactic: refine fun m hm ↦ Submodule.mem_sSup.mpr fun N' hN' ↦ ?_
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
N N'✝ : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
s : Set M
m : M
hm : m ∈ ↑N
N' : Submodule R M
hN' : ∀ p ∈ {x | ∃ s, (∃ x ∈ N, lieSpan R L {x} = s) ∧ ↑s = x}, p ≤ N'
⊢ m ∈ N'
state_after: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
N N'✝ : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
s : Set M
m : M
hm : m ∈ ↑N
N' : Submodule R M
hN' : ∀ m ∈ N, ↑(lieSpan R L {m}) ≤ N'
⊢ m ∈ N'
tactic: replace hN' : ∀ m ∈ N, lieSpan R L {m} ≤ N' := by simpa using hN'
state_before: R : Type u
L : Type v
M : Type w
inst✝⁶ : CommRing R
inst✝⁵ : LieRing L
inst✝⁴ : LieAlgebra R L
inst✝³ : AddCommGroup M
inst✝² : Module R M
inst✝¹ : LieRingModule L M
inst✝ : LieModule R L M
N N'✝ : LieSubmodule R L M
I J : LieIdeal R L
s : Set M
m : M
hm : m ∈ ↑N
N' : Submodule R M
hN' : ∀ m ∈ N, ↑(lieSpan R L {m}) ≤ N'
⊢ m ∈ N'
state_after: no goals
tactic: exact hN' _ hm (subset_lieSpan rfl)