Theorem: NumberField.InfinitePlace.isUnramified_mk_iff_forall_isConj
File: Mathlib/NumberTheory/NumberField/Embeddings.lean

Proof steps:
state_before: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
⊢ IsUnramified k (mk φ) ↔ ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
state_after: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
⊢ IsUnramified k (mk φ)
tactic: refine ⟨fun H σ hσ ↦ hσ.isUnramified_mk_iff.mp H,
    fun H ↦ ?_⟩
state_before: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
⊢ IsUnramified k (mk φ)
state_after: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬IsUnramified k (mk φ)
⊢ False
tactic: by_contra hφ
state_before: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬IsUnramified k (mk φ)
⊢ False
state_after: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : (mk φ).IsComplex ∧ ((mk φ).comap (algebraMap k K)).IsReal
⊢ False
tactic: rw [not_isUnramified_iff] at hφ
state_before: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : (mk φ).IsComplex ∧ ((mk φ).comap (algebraMap k K)).IsReal
⊢ False
state_after: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
⊢ False
tactic: rw [comap_mk, isReal_mk_iff, ← not_isReal_iff_isComplex, isReal_mk_iff,
    ← ComplexEmbedding.isConj_one_iff (k := k)] at hφ
state_before: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
⊢ False
state_after: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
this : Algebra k ℂ := (φ.comp (algebraMap k K)).toAlgebra
⊢ False
tactic: letI := (φ.comp (algebraMap k K)).toAlgebra
state_before: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
this : Algebra k ℂ := (φ.comp (algebraMap k K)).toAlgebra
⊢ False
state_after: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
this✝ : Algebra k ℂ := (φ.comp (algebraMap k K)).toAlgebra
this : Algebra K ℂ := φ.toAlgebra
⊢ False
tactic: letI := φ.toAlgebra
state_before: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
this✝ : Algebra k ℂ := (φ.comp (algebraMap k K)).toAlgebra
this : Algebra K ℂ := φ.toAlgebra
⊢ False
state_after: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
this✝¹ : Algebra k ℂ := (φ.comp (algebraMap k K)).toAlgebra
this✝ : Algebra K ℂ := φ.toAlgebra
this : IsScalarTower k K ℂ
⊢ False
tactic: have : IsScalarTower k K ℂ := IsScalarTower.of_algebraMap_eq' rfl
state_before: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
this✝¹ : Algebra k ℂ := (φ.comp (algebraMap k K)).toAlgebra
this✝ : Algebra K ℂ := φ.toAlgebra
this : IsScalarTower k K ℂ
⊢ False
state_after: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
this✝¹ : Algebra k ℂ := (φ.comp (algebraMap k K)).toAlgebra
this✝ : Algebra K ℂ := φ.toAlgebra
this : IsScalarTower k K ℂ
φ' : K →ₐ[k] ℂ :=
  let __src := star φ;
  { toRingHom := __src, commutes' := ⋯ }
⊢ False
tactic: let φ' : K →ₐ[k] ℂ := { star φ with commutes' := fun r ↦ by simpa using RingHom.congr_fun hφ.2 r }
state_before: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
this✝¹ : Algebra k ℂ := (φ.comp (algebraMap k K)).toAlgebra
this✝ : Algebra K ℂ := φ.toAlgebra
this : IsScalarTower k K ℂ
φ' : K →ₐ[k] ℂ :=
  let __src := star φ;
  { toRingHom := __src, commutes' := ⋯ }
⊢ False
state_after: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
this✝² : Algebra k ℂ := (φ.comp (algebraMap k K)).toAlgebra
this✝¹ : Algebra K ℂ := φ.toAlgebra
this✝ : IsScalarTower k K ℂ
φ' : K →ₐ[k] ℂ :=
  let __src := star φ;
  { toRingHom := __src, commutes' := ⋯ }
this : ComplexEmbedding.IsConj φ (φ'.restrictNormal' K)
⊢ False
tactic: have : ComplexEmbedding.IsConj φ (AlgHom.restrictNormal' φ' K) :=
    (RingHom.ext <| AlgHom.restrictNormal_commutes φ' K).symm
state_before: k : Type u_1
inst✝⁸ : Field k
K : Type u_2
inst✝⁷ : Field K
F : Type u_3
inst✝⁶ : Field F
inst✝⁵ : NumberField K
inst✝⁴ : Algebra k K
inst✝³ : Algebra k F
inst✝² : Algebra K F
inst✝¹ : IsScalarTower k K F
σ : K ≃ₐ[k] K
w : InfinitePlace K
inst✝ : IsGalois k K
φ : K →+* ℂ
H : ∀ (σ : K ≃ₐ[k] K), ComplexEmbedding.IsConj φ σ → σ = 1
hφ : ¬ComplexEmbedding.IsConj φ 1 ∧ ComplexEmbedding.IsReal (φ.comp (algebraMap k K))
this✝² : Algebra k ℂ := (φ.comp (algebraMap k K)).toAlgebra
this✝¹ : Algebra K ℂ := φ.toAlgebra
this✝ : IsScalarTower k K ℂ
φ' : K →ₐ[k] ℂ :=
  let __src := star φ;
  { toRingHom := __src, commutes' := ⋯ }
this : ComplexEmbedding.IsConj φ (φ'.restrictNormal' K)
⊢ False
state_after: no goals
tactic: exact hφ.1 (H _ this ▸ this)