Theorem: Matrix.Pivot.exists_list_transvec_mul_diagonal_mul_list_transvec
File: Mathlib/LinearAlgebra/Matrix/Transvection.lean

Proof steps:
state_before: n : Type u_1
p : Type u_2
R : Type u₂
𝕜 : Type u_3
inst✝⁵ : Field 𝕜
inst✝⁴ : DecidableEq n
inst✝³ : DecidableEq p
inst✝² : CommRing R
r : ℕ
M✝ : Matrix (Fin r ⊕ Unit) (Fin r ⊕ Unit) 𝕜
inst✝¹ : Fintype n
inst✝ : Fintype p
M : Matrix n n 𝕜
⊢ ∃ L L' D, M = (List.map toMatrix L).prod * diagonal D * (List.map toMatrix L').prod
state_after: case intro.intro.intro
n : Type u_1
p : Type u_2
R : Type u₂
𝕜 : Type u_3
inst✝⁵ : Field 𝕜
inst✝⁴ : DecidableEq n
inst✝³ : DecidableEq p
inst✝² : CommRing R
r : ℕ
M✝ : Matrix (Fin r ⊕ Unit) (Fin r ⊕ Unit) 𝕜
inst✝¹ : Fintype n
inst✝ : Fintype p
M : Matrix n n 𝕜
L L' : List (TransvectionStruct n 𝕜)
D : n → 𝕜
h : (List.map toMatrix L).prod * M * (List.map toMatrix L').prod = diagonal D
⊢ ∃ L L' D, M = (List.map toMatrix L).prod * diagonal D * (List.map toMatrix L').prod
tactic: rcases exists_list_transvec_mul_mul_list_transvec_eq_diagonal M with ⟨L, L', D, h⟩
state_before: case intro.intro.intro
n : Type u_1
p : Type u_2
R : Type u₂
𝕜 : Type u_3
inst✝⁵ : Field 𝕜
inst✝⁴ : DecidableEq n
inst✝³ : DecidableEq p
inst✝² : CommRing R
r : ℕ
M✝ : Matrix (Fin r ⊕ Unit) (Fin r ⊕ Unit) 𝕜
inst✝¹ : Fintype n
inst✝ : Fintype p
M : Matrix n n 𝕜
L L' : List (TransvectionStruct n 𝕜)
D : n → 𝕜
h : (List.map toMatrix L).prod * M * (List.map toMatrix L').prod = diagonal D
⊢ ∃ L L' D, M = (List.map toMatrix L).prod * diagonal D * (List.map toMatrix L').prod
state_after: case intro.intro.intro
n : Type u_1
p : Type u_2
R : Type u₂
𝕜 : Type u_3
inst✝⁵ : Field 𝕜
inst✝⁴ : DecidableEq n
inst✝³ : DecidableEq p
inst✝² : CommRing R
r : ℕ
M✝ : Matrix (Fin r ⊕ Unit) (Fin r ⊕ Unit) 𝕜
inst✝¹ : Fintype n
inst✝ : Fintype p
M : Matrix n n 𝕜
L L' : List (TransvectionStruct n 𝕜)
D : n → 𝕜
h : (List.map toMatrix L).prod * M * (List.map toMatrix L').prod = diagonal D
⊢ M =
    (List.map toMatrix (List.map TransvectionStruct.inv L.reverse)).prod * diagonal D *
      (List.map toMatrix (List.map TransvectionStruct.inv L'.reverse)).prod
tactic: refine ⟨L.reverse.map TransvectionStruct.inv, L'.reverse.map TransvectionStruct.inv, D, ?_⟩
state_before: case intro.intro.intro
n : Type u_1
p : Type u_2
R : Type u₂
𝕜 : Type u_3
inst✝⁵ : Field 𝕜
inst✝⁴ : DecidableEq n
inst✝³ : DecidableEq p
inst✝² : CommRing R
r : ℕ
M✝ : Matrix (Fin r ⊕ Unit) (Fin r ⊕ Unit) 𝕜
inst✝¹ : Fintype n
inst✝ : Fintype p
M : Matrix n n 𝕜
L L' : List (TransvectionStruct n 𝕜)
D : n → 𝕜
h : (List.map toMatrix L).prod * M * (List.map toMatrix L').prod = diagonal D
⊢ M =
    (List.map toMatrix (List.map TransvectionStruct.inv L.reverse)).prod * diagonal D *
      (List.map toMatrix (List.map TransvectionStruct.inv L'.reverse)).prod
state_after: case intro.intro.intro
n : Type u_1
p : Type u_2
R : Type u₂
𝕜 : Type u_3
inst✝⁵ : Field 𝕜
inst✝⁴ : DecidableEq n
inst✝³ : DecidableEq p
inst✝² : CommRing R
r : ℕ
M✝ : Matrix (Fin r ⊕ Unit) (Fin r ⊕ Unit) 𝕜
inst✝¹ : Fintype n
inst✝ : Fintype p
M : Matrix n n 𝕜
L L' : List (TransvectionStruct n 𝕜)
D : n → 𝕜
h : (List.map toMatrix L).prod * M * (List.map toMatrix L').prod = diagonal D
⊢ M =
    (List.map (toMatrix ∘ TransvectionStruct.inv) L.reverse).prod * (List.map toMatrix L).prod * M *
      ((List.map toMatrix L').prod * (List.map (toMatrix ∘ TransvectionStruct.inv) L'.reverse).prod)
tactic: suffices
    M =
      (L.reverse.map (toMatrix ∘ TransvectionStruct.inv)).prod * (L.map toMatrix).prod * M *
        ((L'.map toMatrix).prod * (L'.reverse.map (toMatrix ∘ TransvectionStruct.inv)).prod)
    by simpa [← h, Matrix.mul_assoc]
state_before: case intro.intro.intro
n : Type u_1
p : Type u_2
R : Type u₂
𝕜 : Type u_3
inst✝⁵ : Field 𝕜
inst✝⁴ : DecidableEq n
inst✝³ : DecidableEq p
inst✝² : CommRing R
r : ℕ
M✝ : Matrix (Fin r ⊕ Unit) (Fin r ⊕ Unit) 𝕜
inst✝¹ : Fintype n
inst✝ : Fintype p
M : Matrix n n 𝕜
L L' : List (TransvectionStruct n 𝕜)
D : n → 𝕜
h : (List.map toMatrix L).prod * M * (List.map toMatrix L').prod = diagonal D
⊢ M =
    (List.map (toMatrix ∘ TransvectionStruct.inv) L.reverse).prod * (List.map toMatrix L).prod * M *
      ((List.map toMatrix L').prod * (List.map (toMatrix ∘ TransvectionStruct.inv) L'.reverse).prod)
state_after: no goals
tactic: rw [reverse_inv_prod_mul_prod, prod_mul_reverse_inv_prod, Matrix.one_mul, Matrix.mul_one]