Theorem: AdicCompletion.sumInv_comp_sum
File: Mathlib/RingTheory/AdicCompletion/Functoriality.lean

Proof steps:
state_before: R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
⊢ sumInv I M ∘ₗ sum I M = LinearMap.id
state_after: case H.h
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
⊢ ((sumInv I M ∘ₗ sum I M) ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x) =
    (LinearMap.id ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x)
tactic: ext j x
state_before: case H.h
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
⊢ ((sumInv I M ∘ₗ sum I M) ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x) =
    (LinearMap.id ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x)
state_after: R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
i : ι
⊢ (component (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) i)
      (((sumInv I M ∘ₗ sum I M) ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x)) =
    (component (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) i)
      ((LinearMap.id ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x))
tactic: apply DirectSum.ext (AdicCompletion I R) (fun i ↦ ?_)
state_before: R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
i : ι
⊢ (component (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) i)
      (((sumInv I M ∘ₗ sum I M) ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x)) =
    (component (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) i)
      ((LinearMap.id ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x))
state_after: case h
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
i : ι
n : ℕ
⊢ ↑((component (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) i)
          (((sumInv I M ∘ₗ sum I M) ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j)
            ((mk I (M j)) x)))
      n =
    ↑((component (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) i)
          ((LinearMap.id ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x)))
      n
tactic: ext n
state_before: case h
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
i : ι
n : ℕ
⊢ ↑((component (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) i)
          (((sumInv I M ∘ₗ sum I M) ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j)
            ((mk I (M j)) x)))
      n =
    ↑((component (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) i)
          ((LinearMap.id ∘ₗ lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x)))
      n
state_after: case h
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
i : ι
n : ℕ
⊢ Submodule.Quotient.mk ((component R ι M i) ((lof R ι M j) (↑x n))) =
    ↑((component (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) i)
          ((lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x)))
      n
tactic: simp only [LinearMap.coe_comp, Function.comp_apply, sum_lof, map_mk, component_sumInv,
    mk_apply_coe, AdicCauchySequence.map_apply_coe, Submodule.mkQ_apply, LinearMap.id_comp]
state_before: case h
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
i : ι
n : ℕ
⊢ Submodule.Quotient.mk ((component R ι M i) ((lof R ι M j) (↑x n))) =
    ↑((component (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) i)
          ((lof (AdicCompletion I R) ι (fun i => AdicCompletion I (M i)) j) ((mk I (M j)) x)))
      n
state_after: case h
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
i : ι
n : ℕ
⊢ Submodule.Quotient.mk (if h : j = i then Eq.recOn h (↑x n) else 0) =
    ↑(if h : j = i then Eq.recOn h ((mk I (M j)) x) else 0) n
tactic: rw [DirectSum.component.of, DirectSum.component.of]
state_before: case h
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
i : ι
n : ℕ
⊢ Submodule.Quotient.mk (if h : j = i then Eq.recOn h (↑x n) else 0) =
    ↑(if h : j = i then Eq.recOn h ((mk I (M j)) x) else 0) n
state_after: case h.isTrue
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
i : ι
n : ℕ
h✝ : j = i
⊢ Submodule.Quotient.mk (Eq.recOn h✝ (↑x n)) = ↑(Eq.recOn h✝ ((mk I (M j)) x)) n

case h.isFalse
R : Type u_1
inst✝¹² : CommRing R
I : Ideal R
M✝ : Type u_2
inst✝¹¹ : AddCommGroup M✝
inst✝¹⁰ : Module R M✝
N : Type u_3
inst✝⁹ : AddCommGroup N
inst✝⁸ : Module R N
P : Type u_4
inst✝⁷ : AddCommGroup P
inst✝⁶ : Module R P
T : Type u_5
inst✝⁵ : AddCommGroup T
inst✝⁴ : Module (AdicCompletion I R) T
ι : Type u_6
inst✝³ : DecidableEq ι
M : ι → Type u_7
inst✝² : (i : ι) → AddCommGroup (M i)
inst✝¹ : (i : ι) → Module R (M i)
inst✝ : Fintype ι
j : ι
x : AdicCauchySequence I (M j)
i : ι
n : ℕ
h✝ : ¬j = i
⊢ Submodule.Quotient.mk 0 = ↑0 n
tactic: split