Theorem: IsLocalization.finiteType_of_monoid_fg
File: Mathlib/RingTheory/Localization/InvSubmonoid.lean

Proof steps:
state_before: R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
⊢ Algebra.FiniteType R S
state_after: R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
this : Monoid.FG ↥(invSubmonoid M S)
⊢ Algebra.FiniteType R S
tactic: have := Monoid.fg_of_surjective _ (toInvSubmonoid_surjective M S)
state_before: R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
this : Monoid.FG ↥(invSubmonoid M S)
⊢ Algebra.FiniteType R S
state_after: R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
this : (invSubmonoid M S).FG
⊢ Algebra.FiniteType R S
tactic: rw [Monoid.fg_iff_submonoid_fg] at this
state_before: R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
this : (invSubmonoid M S).FG
⊢ Algebra.FiniteType R S
state_after: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
⊢ Algebra.FiniteType R S
tactic: rcases this with ⟨s, hs⟩
state_before: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
⊢ Algebra.FiniteType R S
state_after: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
⊢ Algebra.adjoin R ↑s = ⊤
tactic: refine ⟨⟨s, ?_⟩⟩
state_before: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
⊢ Algebra.adjoin R ↑s = ⊤
state_after: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
⊢ ⊤ ≤ Algebra.adjoin R ↑s
tactic: rw [eq_top_iff]
state_before: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
⊢ ⊤ ≤ Algebra.adjoin R ↑s
state_after: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
x : S
⊢ x ∈ Algebra.adjoin R ↑s
tactic: rintro x -
state_before: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
x : S
⊢ x ∈ Algebra.adjoin R ↑s
state_after: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
x : S
⊢ x ∈ ↑(Subalgebra.toSubmodule (Algebra.adjoin R ↑s))
tactic: change x ∈ (Subalgebra.toSubmodule (Algebra.adjoin R _ : Subalgebra R S) : Set S)
state_before: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
x : S
⊢ x ∈ ↑(Subalgebra.toSubmodule (Algebra.adjoin R ↑s))
state_after: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
x : S
⊢ x ∈ ↑⊤
tactic: rw [Algebra.adjoin_eq_span, hs, span_invSubmonoid]
state_before: case intro
R : Type u_1
inst✝⁵ : CommRing R
M : Submonoid R
S : Type u_2
inst✝⁴ : CommRing S
inst✝³ : Algebra R S
P : Type u_3
inst✝² : CommRing P
inst✝¹ : IsLocalization M S
inst✝ : Monoid.FG ↥M
s : Finset S
hs : Submonoid.closure ↑s = invSubmonoid M S
x : S
⊢ x ∈ ↑⊤
state_after: no goals
tactic: trivial