Theorem: Basis.linearEquiv_dual_iff_finiteDimensional
File: Mathlib/LinearAlgebra/Dual.lean

Proof steps:
state_before: R : Type uR
M : Type uM
K : Type uK
V : Type uV
ι : Type uι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : DecidableEq ι
b : Basis ι R M
inst✝³ : _root_.Finite ι
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
⊢ Nonempty (V ≃ₗ[K] Dual K V) ↔ FiniteDimensional K V
state_after: R : Type uR
M : Type uM
K : Type uK
V : Type uV
ι : Type uι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : DecidableEq ι
b : Basis ι R M
inst✝³ : _root_.Finite ι
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
x✝ : Nonempty (V ≃ₗ[K] Dual K V)
e : V ≃ₗ[K] Dual K V
⊢ FiniteDimensional K V
tactic: refine ⟨fun ⟨e⟩ ↦ ?_, fun h ↦ ⟨(Module.Free.chooseBasis K V).toDualEquiv⟩⟩
state_before: R : Type uR
M : Type uM
K : Type uK
V : Type uV
ι : Type uι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : DecidableEq ι
b : Basis ι R M
inst✝³ : _root_.Finite ι
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
x✝ : Nonempty (V ≃ₗ[K] Dual K V)
e : V ≃ₗ[K] Dual K V
⊢ FiniteDimensional K V
state_after: R : Type uR
M : Type uM
K : Type uK
V : Type uV
ι : Type uι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : DecidableEq ι
b : Basis ι R M
inst✝³ : _root_.Finite ι
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
x✝ : Nonempty (V ≃ₗ[K] Dual K V)
e : V ≃ₗ[K] Dual K V
⊢ Module.rank K V < ℵ₀
tactic: rw [FiniteDimensional, ← Module.rank_lt_alpeh0_iff]
state_before: R : Type uR
M : Type uM
K : Type uK
V : Type uV
ι : Type uι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : DecidableEq ι
b : Basis ι R M
inst✝³ : _root_.Finite ι
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
x✝ : Nonempty (V ≃ₗ[K] Dual K V)
e : V ≃ₗ[K] Dual K V
⊢ Module.rank K V < ℵ₀
state_after: R : Type uR
M : Type uM
K : Type uK
V : Type uV
ι : Type uι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : DecidableEq ι
b : Basis ι R M
inst✝³ : _root_.Finite ι
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
x✝ : Nonempty (V ≃ₗ[K] Dual K V)
e : V ≃ₗ[K] Dual K V
this : ℵ₀ ≤ Module.rank K V
⊢ False
tactic: by_contra!
state_before: R : Type uR
M : Type uM
K : Type uK
V : Type uV
ι : Type uι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : DecidableEq ι
b : Basis ι R M
inst✝³ : _root_.Finite ι
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
x✝ : Nonempty (V ≃ₗ[K] Dual K V)
e : V ≃ₗ[K] Dual K V
this : ℵ₀ ≤ Module.rank K V
⊢ False
state_after: R : Type uR
M : Type uM
K : Type uK
V : Type uV
ι : Type uι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : DecidableEq ι
b : Basis ι R M
inst✝³ : _root_.Finite ι
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
x✝ : Nonempty (V ≃ₗ[K] Dual K V)
e : V ≃ₗ[K] Dual K V
this : ℵ₀ ≤ Module.rank K V
⊢ lift.{uK, uV} (Module.rank K V) = Module.rank K (V →ₗ[K] K)
tactic: apply (lift_rank_lt_rank_dual this).ne
state_before: R : Type uR
M : Type uM
K : Type uK
V : Type uV
ι : Type uι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : DecidableEq ι
b : Basis ι R M
inst✝³ : _root_.Finite ι
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
x✝ : Nonempty (V ≃ₗ[K] Dual K V)
e : V ≃ₗ[K] Dual K V
this : ℵ₀ ≤ Module.rank K V
⊢ lift.{uK, uV} (Module.rank K V) = Module.rank K (V →ₗ[K] K)
state_after: R : Type uR
M : Type uM
K : Type uK
V : Type uV
ι : Type uι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : DecidableEq ι
b : Basis ι R M
inst✝³ : _root_.Finite ι
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
x✝ : Nonempty (V ≃ₗ[K] Dual K V)
e : V ≃ₗ[K] Dual K V
this✝ : ℵ₀ ≤ Module.rank K V
this : lift.{max uK uV, uV} (Module.rank K V) = lift.{uV, max uK uV} (Module.rank K (Dual K V))
⊢ lift.{uK, uV} (Module.rank K V) = Module.rank K (V →ₗ[K] K)
tactic: have := e.lift_rank_eq
state_before: R : Type uR
M : Type uM
K : Type uK
V : Type uV
ι : Type uι
inst✝⁷ : CommRing R
inst✝⁶ : AddCommGroup M
inst✝⁵ : Module R M
inst✝⁴ : DecidableEq ι
b : Basis ι R M
inst✝³ : _root_.Finite ι
inst✝² : Field K
inst✝¹ : AddCommGroup V
inst✝ : Module K V
x✝ : Nonempty (V ≃ₗ[K] Dual K V)
e : V ≃ₗ[K] Dual K V
this✝ : ℵ₀ ≤ Module.rank K V
this : lift.{max uK uV, uV} (Module.rank K V) = lift.{uV, max uK uV} (Module.rank K (Dual K V))
⊢ lift.{uK, uV} (Module.rank K V) = Module.rank K (V →ₗ[K] K)
state_after: no goals
tactic: rwa [lift_umax.{uV,uK}, lift_id'.{uV,uK}] at this