Theorem: AffineMap.image_vsub_image
File: Mathlib/LinearAlgebra/AffineSpace/AffineMap.lean

Proof steps:
state_before: k : Type u_1
V1 : Type u_2
P1 : Type u_3
V2 : Type u_4
P2 : Type u_5
V3 : Type u_6
P3 : Type u_7
V4 : Type u_8
P4 : Type u_9
inst✝¹² : Ring k
inst✝¹¹ : AddCommGroup V1
inst✝¹⁰ : Module k V1
inst✝⁹ : AffineSpace V1 P1
inst✝⁸ : AddCommGroup V2
inst✝⁷ : Module k V2
inst✝⁶ : AffineSpace V2 P2
inst✝⁵ : AddCommGroup V3
inst✝⁴ : Module k V3
inst✝³ : AffineSpace V3 P3
inst✝² : AddCommGroup V4
inst✝¹ : Module k V4
inst✝ : AffineSpace V4 P4
s t : Set P1
f : P1 →ᵃ[k] P2
⊢ ⇑f '' s -ᵥ ⇑f '' t = ⇑f.linear '' (s -ᵥ t)
state_after: case h
k : Type u_1
V1 : Type u_2
P1 : Type u_3
V2 : Type u_4
P2 : Type u_5
V3 : Type u_6
P3 : Type u_7
V4 : Type u_8
P4 : Type u_9
inst✝¹² : Ring k
inst✝¹¹ : AddCommGroup V1
inst✝¹⁰ : Module k V1
inst✝⁹ : AffineSpace V1 P1
inst✝⁸ : AddCommGroup V2
inst✝⁷ : Module k V2
inst✝⁶ : AffineSpace V2 P2
inst✝⁵ : AddCommGroup V3
inst✝⁴ : Module k V3
inst✝³ : AffineSpace V3 P3
inst✝² : AddCommGroup V4
inst✝¹ : Module k V4
inst✝ : AffineSpace V4 P4
s t : Set P1
f : P1 →ᵃ[k] P2
v : V2
⊢ v ∈ ⇑f '' s -ᵥ ⇑f '' t ↔ v ∈ ⇑f.linear '' (s -ᵥ t)
tactic: ext v
state_before: case h
k : Type u_1
V1 : Type u_2
P1 : Type u_3
V2 : Type u_4
P2 : Type u_5
V3 : Type u_6
P3 : Type u_7
V4 : Type u_8
P4 : Type u_9
inst✝¹² : Ring k
inst✝¹¹ : AddCommGroup V1
inst✝¹⁰ : Module k V1
inst✝⁹ : AffineSpace V1 P1
inst✝⁸ : AddCommGroup V2
inst✝⁷ : Module k V2
inst✝⁶ : AffineSpace V2 P2
inst✝⁵ : AddCommGroup V3
inst✝⁴ : Module k V3
inst✝³ : AffineSpace V3 P3
inst✝² : AddCommGroup V4
inst✝¹ : Module k V4
inst✝ : AffineSpace V4 P4
s t : Set P1
f : P1 →ᵃ[k] P2
v : V2
⊢ v ∈ ⇑f '' s -ᵥ ⇑f '' t ↔ v ∈ ⇑f.linear '' (s -ᵥ t)
state_after: case h
k : Type u_1
V1 : Type u_2
P1 : Type u_3
V2 : Type u_4
P2 : Type u_5
V3 : Type u_6
P3 : Type u_7
V4 : Type u_8
P4 : Type u_9
inst✝¹² : Ring k
inst✝¹¹ : AddCommGroup V1
inst✝¹⁰ : Module k V1
inst✝⁹ : AffineSpace V1 P1
inst✝⁸ : AddCommGroup V2
inst✝⁷ : Module k V2
inst✝⁶ : AffineSpace V2 P2
inst✝⁵ : AddCommGroup V3
inst✝⁴ : Module k V3
inst✝³ : AffineSpace V3 P3
inst✝² : AddCommGroup V4
inst✝¹ : Module k V4
inst✝ : AffineSpace V4 P4
s t : Set P1
f : P1 →ᵃ[k] P2
v : V2
⊢ (∃ a ∈ s, ∃ a_1 ∈ t, f.linear (a -ᵥ a_1) = v) ↔ ∃ x, (∃ x_1 ∈ s, ∃ y ∈ t, x_1 -ᵥ y = x) ∧ f.linear x = v
tactic: simp only [(Set.mem_vsub), Set.mem_image,
    exists_exists_and_eq_and, exists_and_left, ← f.linearMap_vsub]
state_before: case h
k : Type u_1
V1 : Type u_2
P1 : Type u_3
V2 : Type u_4
P2 : Type u_5
V3 : Type u_6
P3 : Type u_7
V4 : Type u_8
P4 : Type u_9
inst✝¹² : Ring k
inst✝¹¹ : AddCommGroup V1
inst✝¹⁰ : Module k V1
inst✝⁹ : AffineSpace V1 P1
inst✝⁸ : AddCommGroup V2
inst✝⁷ : Module k V2
inst✝⁶ : AffineSpace V2 P2
inst✝⁵ : AddCommGroup V3
inst✝⁴ : Module k V3
inst✝³ : AffineSpace V3 P3
inst✝² : AddCommGroup V4
inst✝¹ : Module k V4
inst✝ : AffineSpace V4 P4
s t : Set P1
f : P1 →ᵃ[k] P2
v : V2
⊢ (∃ a ∈ s, ∃ a_1 ∈ t, f.linear (a -ᵥ a_1) = v) ↔ ∃ x, (∃ x_1 ∈ s, ∃ y ∈ t, x_1 -ᵥ y = x) ∧ f.linear x = v
state_after: case h.mp
k : Type u_1
V1 : Type u_2
P1 : Type u_3
V2 : Type u_4
P2 : Type u_5
V3 : Type u_6
P3 : Type u_7
V4 : Type u_8
P4 : Type u_9
inst✝¹² : Ring k
inst✝¹¹ : AddCommGroup V1
inst✝¹⁰ : Module k V1
inst✝⁹ : AffineSpace V1 P1
inst✝⁸ : AddCommGroup V2
inst✝⁷ : Module k V2
inst✝⁶ : AffineSpace V2 P2
inst✝⁵ : AddCommGroup V3
inst✝⁴ : Module k V3
inst✝³ : AffineSpace V3 P3
inst✝² : AddCommGroup V4
inst✝¹ : Module k V4
inst✝ : AffineSpace V4 P4
s t : Set P1
f : P1 →ᵃ[k] P2
v : V2
⊢ (∃ a ∈ s, ∃ a_1 ∈ t, f.linear (a -ᵥ a_1) = v) → ∃ x, (∃ x_1 ∈ s, ∃ y ∈ t, x_1 -ᵥ y = x) ∧ f.linear x = v

case h.mpr
k : Type u_1
V1 : Type u_2
P1 : Type u_3
V2 : Type u_4
P2 : Type u_5
V3 : Type u_6
P3 : Type u_7
V4 : Type u_8
P4 : Type u_9
inst✝¹² : Ring k
inst✝¹¹ : AddCommGroup V1
inst✝¹⁰ : Module k V1
inst✝⁹ : AffineSpace V1 P1
inst✝⁸ : AddCommGroup V2
inst✝⁷ : Module k V2
inst✝⁶ : AffineSpace V2 P2
inst✝⁵ : AddCommGroup V3
inst✝⁴ : Module k V3
inst✝³ : AffineSpace V3 P3
inst✝² : AddCommGroup V4
inst✝¹ : Module k V4
inst✝ : AffineSpace V4 P4
s t : Set P1
f : P1 →ᵃ[k] P2
v : V2
⊢ (∃ x, (∃ x_1 ∈ s, ∃ y ∈ t, x_1 -ᵥ y = x) ∧ f.linear x = v) → ∃ a ∈ s, ∃ a_1 ∈ t, f.linear (a -ᵥ a_1) = v
tactic: constructor