[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
⊢ ↑n / ↑1 = ↑n
[PROOFSTEP]
rw [Nat.cast_one, div_one]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℕ
⊢ ↑↑n = ↑n
[PROOFSTEP]
rw [← Int.cast_ofNat, cast_coe_int, Int.cast_ofNat]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
r : ℚ
a : α
⊢ Commute (↑r) a
[PROOFSTEP]
simpa only [cast_def] using (r.1.cast_commute a).div_left (r.2.cast_commute a)
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
⊢ ↑(a /. b) = ↑a / ↑b
[PROOFSTEP]
have b0' : b ≠ 0 := by
  refine' mt _ b0
  simp (config := { contextual := true })
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
⊢ b ≠ 0
[PROOFSTEP]
refine' mt _ b0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
⊢ b = 0 → ↑b = 0
[PROOFSTEP]
simp (config := { contextual := true })
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
⊢ ↑(a /. b) = ↑a / ↑b
[PROOFSTEP]
cases' e : a /. b with n d h c
[GOAL]
case mk'
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = mk' n d
⊢ ↑(mk' n d) = ↑a / ↑b
[PROOFSTEP]
have d0 : (d : α) ≠ 0 := by
  intro d0
  have dd := den_dvd a b
  cases' show (d : ℤ) ∣ b by rwa [e] at dd  with k ke
  have : (b : α) = (d : α) * (k : α) := by rw [ke, Int.cast_mul, Int.cast_ofNat]
  rw [d0, zero_mul] at this
  contradiction
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = mk' n d
⊢ ↑d ≠ 0
[PROOFSTEP]
intro d0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = mk' n d
d0 : ↑d = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
have dd := den_dvd a b
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = mk' n d
d0 : ↑d = 0
dd : ↑(a /. b).den ∣ b
⊢ False
[PROOFSTEP]
cases' show (d : ℤ) ∣ b by rwa [e] at dd  with k ke
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = mk' n d
d0 : ↑d = 0
dd : ↑(a /. b).den ∣ b
⊢ ↑d ∣ b
[PROOFSTEP]
rwa [e] at dd
[GOAL]
case intro
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = mk' n d
d0 : ↑d = 0
dd : ↑(a /. b).den ∣ b
k : ℤ
ke : b = ↑d * k
⊢ False
[PROOFSTEP]
have : (b : α) = (d : α) * (k : α) := by rw [ke, Int.cast_mul, Int.cast_ofNat]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = mk' n d
d0 : ↑d = 0
dd : ↑(a /. b).den ∣ b
k : ℤ
ke : b = ↑d * k
⊢ ↑b = ↑d * ↑k
[PROOFSTEP]
rw [ke, Int.cast_mul, Int.cast_ofNat]
[GOAL]
case intro
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = mk' n d
d0 : ↑d = 0
dd : ↑(a /. b).den ∣ b
k : ℤ
ke : b = ↑d * k
this : ↑b = ↑d * ↑k
⊢ False
[PROOFSTEP]
rw [d0, zero_mul] at this
[GOAL]
case intro
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = mk' n d
d0 : ↑d = 0
dd : ↑(a /. b).den ∣ b
k : ℤ
ke : b = ↑d * k
this : ↑b = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
contradiction
[GOAL]
case mk'
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = mk' n d
d0 : ↑d ≠ 0
⊢ ↑(mk' n d) = ↑a / ↑b
[PROOFSTEP]
rw [num_den'] at e
[GOAL]
case mk'
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = n /. ↑d
d0 : ↑d ≠ 0
⊢ ↑(mk' n d) = ↑a / ↑b
[PROOFSTEP]
have := congr_arg ((↑) : ℤ → α) ((divInt_eq_iff b0' <| ne_of_gt <| Int.coe_nat_pos.2 h.bot_lt).1 e)
[GOAL]
case mk'
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = n /. ↑d
d0 : ↑d ≠ 0
this : ↑(a * ↑d) = ↑(n * b)
⊢ ↑(mk' n d) = ↑a / ↑b
[PROOFSTEP]
rw [Int.cast_mul, Int.cast_mul, Int.cast_ofNat] at this
[GOAL]
case mk'
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = n /. ↑d
d0 : ↑d ≠ 0
this : ↑a * ↑d = ↑n * ↑b
⊢ ↑(mk' n d) = ↑a / ↑b
[PROOFSTEP]
apply Eq.symm
[GOAL]
case mk'.h
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
a b : ℤ
b0 : ↑b ≠ 0
b0' : b ≠ 0
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
e : a /. b = n /. ↑d
d0 : ↑d ≠ 0
this : ↑a * ↑d = ↑n * ↑b
⊢ ↑a / ↑b = ↑(mk' n d)
[PROOFSTEP]
rw [cast_def, div_eq_mul_inv, eq_div_iff_mul_eq d0, mul_assoc, (d.commute_cast _).eq, ← mul_assoc, this, mul_assoc,
  mul_inv_cancel b0, mul_one]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
⊢ ↑(mk' n₁ d₁ + mk' n₂ d₂) = ↑(mk' n₁ d₁) + ↑(mk' n₂ d₂)
[PROOFSTEP]
have d₁0' : (d₁ : ℤ) ≠ 0 := Int.coe_nat_ne_zero.2 fun e => by rw [e] at d₁0 ; exact d₁0 Nat.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
e : d₁ = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
rw [e] at d₁0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑0 ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
e : d₁ = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
exact d₁0 Nat.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
⊢ ↑(mk' n₁ d₁ + mk' n₂ d₂) = ↑(mk' n₁ d₁) + ↑(mk' n₂ d₂)
[PROOFSTEP]
have d₂0' : (d₂ : ℤ) ≠ 0 := Int.coe_nat_ne_zero.2 fun e => by rw [e] at d₂0 ; exact d₂0 Nat.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
e : d₂ = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
rw [e] at d₂0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑0 ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
e : d₂ = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
exact d₂0 Nat.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
⊢ ↑(mk' n₁ d₁ + mk' n₂ d₂) = ↑(mk' n₁ d₁) + ↑(mk' n₂ d₂)
[PROOFSTEP]
rw [num_den', num_den', add_def'' d₁0' d₂0']
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
⊢ ↑((n₁ * ↑d₂ + n₂ * ↑d₁) /. (↑d₁ * ↑d₂)) = ↑(n₁ /. ↑d₁) + ↑(n₂ /. ↑d₂)
[PROOFSTEP]
suffices
  (n₁ * (d₂ * ((d₂ : α)⁻¹ * (d₁ : α)⁻¹)) + n₂ * (d₁ * (d₂ : α)⁻¹) * (d₁ : α)⁻¹ : α) = n₁ * (d₁ : α)⁻¹ + n₂ * (d₂ : α)⁻¹
  by
  rw [cast_mk_of_ne_zero, cast_mk_of_ne_zero, cast_mk_of_ne_zero]
  · simpa [division_def, left_distrib, right_distrib, mul_inv_rev, d₁0, d₂0, mul_assoc]
  all_goals simp [d₁0, d₂0]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑d₂ * ((↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹)) + ↑n₂ * (↑d₁ * (↑d₂)⁻¹) * (↑d₁)⁻¹ = ↑n₁ * (↑d₁)⁻¹ + ↑n₂ * (↑d₂)⁻¹
⊢ ↑((n₁ * ↑d₂ + n₂ * ↑d₁) /. (↑d₁ * ↑d₂)) = ↑(n₁ /. ↑d₁) + ↑(n₂ /. ↑d₂)
[PROOFSTEP]
rw [cast_mk_of_ne_zero, cast_mk_of_ne_zero, cast_mk_of_ne_zero]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑d₂ * ((↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹)) + ↑n₂ * (↑d₁ * (↑d₂)⁻¹) * (↑d₁)⁻¹ = ↑n₁ * (↑d₁)⁻¹ + ↑n₂ * (↑d₂)⁻¹
⊢ ↑(n₁ * ↑d₂ + n₂ * ↑d₁) / ↑(↑d₁ * ↑d₂) = ↑n₁ / ↑↑d₁ + ↑n₂ / ↑↑d₂
[PROOFSTEP]
simpa [division_def, left_distrib, right_distrib, mul_inv_rev, d₁0, d₂0, mul_assoc]
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑d₂ * ((↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹)) + ↑n₂ * (↑d₁ * (↑d₂)⁻¹) * (↑d₁)⁻¹ = ↑n₁ * (↑d₁)⁻¹ + ↑n₂ * (↑d₂)⁻¹
⊢ ↑↑d₂ ≠ 0
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑d₂ * ((↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹)) + ↑n₂ * (↑d₁ * (↑d₂)⁻¹) * (↑d₁)⁻¹ = ↑n₁ * (↑d₁)⁻¹ + ↑n₂ * (↑d₂)⁻¹
⊢ ↑↑d₁ ≠ 0
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑d₂ * ((↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹)) + ↑n₂ * (↑d₁ * (↑d₂)⁻¹) * (↑d₁)⁻¹ = ↑n₁ * (↑d₁)⁻¹ + ↑n₂ * (↑d₂)⁻¹
⊢ ↑(↑d₁ * ↑d₂) ≠ 0
[PROOFSTEP]
all_goals simp [d₁0, d₂0]
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑d₂ * ((↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹)) + ↑n₂ * (↑d₁ * (↑d₂)⁻¹) * (↑d₁)⁻¹ = ↑n₁ * (↑d₁)⁻¹ + ↑n₂ * (↑d₂)⁻¹
⊢ ↑↑d₂ ≠ 0
[PROOFSTEP]
simp [d₁0, d₂0]
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑d₂ * ((↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹)) + ↑n₂ * (↑d₁ * (↑d₂)⁻¹) * (↑d₁)⁻¹ = ↑n₁ * (↑d₁)⁻¹ + ↑n₂ * (↑d₂)⁻¹
⊢ ↑↑d₁ ≠ 0
[PROOFSTEP]
simp [d₁0, d₂0]
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑d₂ * ((↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹)) + ↑n₂ * (↑d₁ * (↑d₂)⁻¹) * (↑d₁)⁻¹ = ↑n₁ * (↑d₁)⁻¹ + ↑n₂ * (↑d₂)⁻¹
⊢ ↑(↑d₁ * ↑d₂) ≠ 0
[PROOFSTEP]
simp [d₁0, d₂0]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
⊢ ↑n₁ * (↑d₂ * ((↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹)) + ↑n₂ * (↑d₁ * (↑d₂)⁻¹) * (↑d₁)⁻¹ = ↑n₁ * (↑d₁)⁻¹ + ↑n₂ * (↑d₂)⁻¹
[PROOFSTEP]
rw [← mul_assoc (d₂ : α), mul_inv_cancel d₂0, one_mul, (Nat.cast_commute _ _).eq]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
⊢ ↑n₁ * (↑d₁)⁻¹ + ↑n₂ * ((↑d₂)⁻¹ * ↑d₁) * (↑d₁)⁻¹ = ↑n₁ * (↑d₁)⁻¹ + ↑n₂ * (↑d₂)⁻¹
[PROOFSTEP]
simp [d₁0, mul_assoc]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
⊢ ↑(-mk' n d) = -↑(mk' n d)
[PROOFSTEP]
simpa only [cast_def] using
  show (↑(-n) / d : α) = -(n / d) by rw [div_eq_mul_inv, div_eq_mul_inv, Int.cast_neg, neg_mul_eq_neg_mul]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
⊢ ↑(-n) / ↑d = -(↑n / ↑d)
[PROOFSTEP]
rw [div_eq_mul_inv, div_eq_mul_inv, Int.cast_neg, neg_mul_eq_neg_mul]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
m0 : ↑m.den ≠ 0
n0 : ↑n.den ≠ 0
⊢ ↑(m - n) = ↑m - ↑n
[PROOFSTEP]
have : ((-n).den : α) ≠ 0 := by cases n; exact n0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
m0 : ↑m.den ≠ 0
n0 : ↑n.den ≠ 0
⊢ ↑(-n).den ≠ 0
[PROOFSTEP]
cases n
[GOAL]
case mk'
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m : ℚ
m0 : ↑m.den ≠ 0
num✝ : ℤ
den✝ : ℕ
den_nz✝ : den✝ ≠ 0
reduced✝ : Nat.coprime (Int.natAbs num✝) den✝
n0 : ↑(mk' num✝ den✝).den ≠ 0
⊢ ↑(-mk' num✝ den✝).den ≠ 0
[PROOFSTEP]
exact n0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
m0 : ↑m.den ≠ 0
n0 : ↑n.den ≠ 0
this : ↑(-n).den ≠ 0
⊢ ↑(m - n) = ↑m - ↑n
[PROOFSTEP]
simp [sub_eq_add_neg, cast_add_of_ne_zero m0 this]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
⊢ ↑(mk' n₁ d₁ * mk' n₂ d₂) = ↑(mk' n₁ d₁) * ↑(mk' n₂ d₂)
[PROOFSTEP]
have d₁0' : (d₁ : ℤ) ≠ 0 := Int.coe_nat_ne_zero.2 fun e => by rw [e] at d₁0 ; exact d₁0 Nat.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
e : d₁ = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
rw [e] at d₁0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑0 ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
e : d₁ = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
exact d₁0 Nat.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
⊢ ↑(mk' n₁ d₁ * mk' n₂ d₂) = ↑(mk' n₁ d₁) * ↑(mk' n₂ d₂)
[PROOFSTEP]
have d₂0' : (d₂ : ℤ) ≠ 0 := Int.coe_nat_ne_zero.2 fun e => by rw [e] at d₂0 ; exact d₂0 Nat.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
e : d₂ = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
rw [e] at d₂0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑0 ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
e : d₂ = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
exact d₂0 Nat.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
⊢ ↑(mk' n₁ d₁ * mk' n₂ d₂) = ↑(mk' n₁ d₁) * ↑(mk' n₂ d₂)
[PROOFSTEP]
rw [num_den', num_den', mul_def' d₁0' d₂0']
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
⊢ ↑(n₁ * n₂ /. (↑d₁ * ↑d₂)) = ↑(n₁ /. ↑d₁) * ↑(n₂ /. ↑d₂)
[PROOFSTEP]
suffices (n₁ * (n₂ * (d₂ : α)⁻¹ * (d₁ : α)⁻¹) : α) = n₁ * ((d₁ : α)⁻¹ * (n₂ * (d₂ : α)⁻¹))
  by
  rw [cast_mk_of_ne_zero, cast_mk_of_ne_zero, cast_mk_of_ne_zero]
  · simpa [division_def, mul_inv_rev, d₁0, d₂0, mul_assoc]
  all_goals simp [d₁0, d₂0]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹) = ↑n₁ * ((↑d₁)⁻¹ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹))
⊢ ↑(n₁ * n₂ /. (↑d₁ * ↑d₂)) = ↑(n₁ /. ↑d₁) * ↑(n₂ /. ↑d₂)
[PROOFSTEP]
rw [cast_mk_of_ne_zero, cast_mk_of_ne_zero, cast_mk_of_ne_zero]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹) = ↑n₁ * ((↑d₁)⁻¹ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹))
⊢ ↑(n₁ * n₂) / ↑(↑d₁ * ↑d₂) = ↑n₁ / ↑↑d₁ * (↑n₂ / ↑↑d₂)
[PROOFSTEP]
simpa [division_def, mul_inv_rev, d₁0, d₂0, mul_assoc]
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹) = ↑n₁ * ((↑d₁)⁻¹ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹))
⊢ ↑↑d₂ ≠ 0
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹) = ↑n₁ * ((↑d₁)⁻¹ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹))
⊢ ↑↑d₁ ≠ 0
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹) = ↑n₁ * ((↑d₁)⁻¹ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹))
⊢ ↑(↑d₁ * ↑d₂) ≠ 0
[PROOFSTEP]
all_goals simp [d₁0, d₂0]
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹) = ↑n₁ * ((↑d₁)⁻¹ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹))
⊢ ↑↑d₂ ≠ 0
[PROOFSTEP]
simp [d₁0, d₂0]
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹) = ↑n₁ * ((↑d₁)⁻¹ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹))
⊢ ↑↑d₁ ≠ 0
[PROOFSTEP]
simp [d₁0, d₂0]
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
this : ↑n₁ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹) = ↑n₁ * ((↑d₁)⁻¹ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹))
⊢ ↑(↑d₁ * ↑d₂) ≠ 0
[PROOFSTEP]
simp [d₁0, d₂0]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
h₁ : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
h₂ : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁0 : ↑d₁ ≠ 0
d₂0 : ↑d₂ ≠ 0
d₁0' : ↑d₁ ≠ 0
d₂0' : ↑d₂ ≠ 0
⊢ ↑n₁ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹ * (↑d₁)⁻¹) = ↑n₁ * ((↑d₁)⁻¹ * (↑n₂ * (↑d₂)⁻¹))
[PROOFSTEP]
rw [(d₁.commute_cast (_ : α)).inv_right₀.eq]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℕ
⊢ ↑(↑n)⁻¹ = (↑n)⁻¹
[PROOFSTEP]
cases' n with n
[GOAL]
case zero
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
⊢ ↑(↑Nat.zero)⁻¹ = (↑Nat.zero)⁻¹
[PROOFSTEP]
simp
[GOAL]
case succ
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℕ
⊢ ↑(↑(Nat.succ n))⁻¹ = (↑(Nat.succ n))⁻¹
[PROOFSTEP]
rw [cast_def, inv_coe_nat_num, inv_coe_nat_den, if_neg n.succ_ne_zero,
  Int.sign_eq_one_of_pos (Nat.cast_pos.mpr n.succ_pos), Int.cast_one, one_div]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
⊢ ↑(↑n)⁻¹ = (↑n)⁻¹
[PROOFSTEP]
cases' n with n n
[GOAL]
case ofNat
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℕ
⊢ ↑(↑(Int.ofNat n))⁻¹ = (↑(Int.ofNat n))⁻¹
[PROOFSTEP]
simp [ofInt_eq_cast, cast_inv_nat]
[GOAL]
case negSucc
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℕ
⊢ ↑(↑(Int.negSucc n))⁻¹ = (↑(Int.negSucc n))⁻¹
[PROOFSTEP]
simp only [ofInt_eq_cast, Int.cast_negSucc, ← Nat.cast_succ, cast_neg, inv_neg, cast_inv_nat]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
n0 : ↑n ≠ 0
d0 : ↑d ≠ 0
⊢ ↑(mk' n d)⁻¹ = (↑(mk' n d))⁻¹
[PROOFSTEP]
have _ : (n : ℤ) ≠ 0 := fun e => by rw [e] at n0 ; exact n0 Int.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
n0 : ↑n ≠ 0
d0 : ↑d ≠ 0
e : n = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
rw [e] at n0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
n0 : ↑0 ≠ 0
d0 : ↑d ≠ 0
e : n = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
exact n0 Int.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
n0 : ↑n ≠ 0
d0 : ↑d ≠ 0
x✝ : n ≠ 0
⊢ ↑(mk' n d)⁻¹ = (↑(mk' n d))⁻¹
[PROOFSTEP]
have _ : (d : ℤ) ≠ 0 := Int.coe_nat_ne_zero.2 fun e => by rw [e] at d0 ; exact d0 Nat.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
n0 : ↑n ≠ 0
d0 : ↑d ≠ 0
x✝ : n ≠ 0
e : d = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
rw [e] at d0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
n0 : ↑n ≠ 0
d0 : ↑0 ≠ 0
x✝ : n ≠ 0
e : d = 0
⊢ False
[PROOFSTEP]
exact d0 Nat.cast_zero
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
n0 : ↑n ≠ 0
d0 : ↑d ≠ 0
x✝¹ : n ≠ 0
x✝ : ↑d ≠ 0
⊢ ↑(mk' n d)⁻¹ = (↑(mk' n d))⁻¹
[PROOFSTEP]
rw [num_den', inv_def']
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
n0 : ↑n ≠ 0
d0 : ↑d ≠ 0
x✝¹ : n ≠ 0
x✝ : ↑d ≠ 0
⊢ ↑(↑d /. n) = (↑(n /. ↑d))⁻¹
[PROOFSTEP]
rw [cast_mk_of_ne_zero, cast_mk_of_ne_zero, inv_div]
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
n0 : ↑n ≠ 0
d0 : ↑d ≠ 0
x✝¹ : n ≠ 0
x✝ : ↑d ≠ 0
⊢ ↑↑d ≠ 0
[PROOFSTEP]
simp [n0, d0]
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
n : ℤ
d : ℕ
h : d ≠ 0
c : Nat.coprime (Int.natAbs n) d
n0 : ↑n ≠ 0
d0 : ↑d ≠ 0
x✝¹ : n ≠ 0
x✝ : ↑d ≠ 0
⊢ ↑n ≠ 0
[PROOFSTEP]
simp [n0, d0]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
md : ↑m.den ≠ 0
nn : ↑n.num ≠ 0
nd : ↑n.den ≠ 0
⊢ ↑(m / n) = ↑m / ↑n
[PROOFSTEP]
have : (n⁻¹.den : ℤ) ∣ n.num := by
  conv in n⁻¹.den => rw [← @num_den n, inv_def']
  apply den_dvd
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
md : ↑m.den ≠ 0
nn : ↑n.num ≠ 0
nd : ↑n.den ≠ 0
⊢ ↑n⁻¹.den ∣ n.num
[PROOFSTEP]
conv in n⁻¹.den => rw [← @num_den n, inv_def']
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
md : ↑m.den ≠ 0
nn : ↑n.num ≠ 0
nd : ↑n.den ≠ 0
| n⁻¹.den
[PROOFSTEP]
rw [← @num_den n, inv_def']
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
md : ↑m.den ≠ 0
nn : ↑n.num ≠ 0
nd : ↑n.den ≠ 0
| n⁻¹.den
[PROOFSTEP]
rw [← @num_den n, inv_def']
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
md : ↑m.den ≠ 0
nn : ↑n.num ≠ 0
nd : ↑n.den ≠ 0
| n⁻¹.den
[PROOFSTEP]
rw [← @num_den n, inv_def']
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
md : ↑m.den ≠ 0
nn : ↑n.num ≠ 0
nd : ↑n.den ≠ 0
⊢ ↑(↑n.den /. n.num).den ∣ n.num
[PROOFSTEP]
apply den_dvd
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
md : ↑m.den ≠ 0
nn : ↑n.num ≠ 0
nd : ↑n.den ≠ 0
this : ↑n⁻¹.den ∣ n.num
⊢ ↑(m / n) = ↑m / ↑n
[PROOFSTEP]
have : (n⁻¹.den : α) = 0 → (n.num : α) = 0 := fun h =>
  by
  let ⟨k, e⟩ := this
  have := congr_arg ((↑) : ℤ → α) e; rwa [Int.cast_mul, Int.cast_ofNat, h, zero_mul] at this
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
md : ↑m.den ≠ 0
nn : ↑n.num ≠ 0
nd : ↑n.den ≠ 0
this : ↑n⁻¹.den ∣ n.num
h : ↑n⁻¹.den = 0
⊢ ↑n.num = 0
[PROOFSTEP]
let ⟨k, e⟩ := this
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
md : ↑m.den ≠ 0
nn : ↑n.num ≠ 0
nd : ↑n.den ≠ 0
this : ↑n⁻¹.den ∣ n.num
h : ↑n⁻¹.den = 0
k : ℤ
e : n.num = ↑n⁻¹.den * k
⊢ ↑n.num = 0
[PROOFSTEP]
have := congr_arg ((↑) : ℤ → α) e
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
md : ↑m.den ≠ 0
nn : ↑n.num ≠ 0
nd : ↑n.den ≠ 0
this✝ : ↑n⁻¹.den ∣ n.num
h : ↑n⁻¹.den = 0
k : ℤ
e : n.num = ↑n⁻¹.den * k
this : ↑n.num = ↑(↑n⁻¹.den * k)
⊢ ↑n.num = 0
[PROOFSTEP]
rwa [Int.cast_mul, Int.cast_ofNat, h, zero_mul] at this
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝ : DivisionRing α
m n : ℚ
md : ↑m.den ≠ 0
nn : ↑n.num ≠ 0
nd : ↑n.den ≠ 0
this✝ : ↑n⁻¹.den ∣ n.num
this : ↑n⁻¹.den = 0 → ↑n.num = 0
⊢ ↑(m / n) = ↑m / ↑n
[PROOFSTEP]
rw [division_def, cast_mul_of_ne_zero md (mt this nn), cast_inv_of_ne_zero nn nd, division_def]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
d₁0 : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
d₂0 : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
⊢ ↑(mk' n₁ d₁) = ↑(mk' n₂ d₂) ↔ mk' n₁ d₁ = mk' n₂ d₂
[PROOFSTEP]
refine' ⟨fun h => _, congr_arg _⟩
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
d₁0 : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
d₂0 : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
h : ↑(mk' n₁ d₁) = ↑(mk' n₂ d₂)
⊢ mk' n₁ d₁ = mk' n₂ d₂
[PROOFSTEP]
have d₁a : (d₁ : α) ≠ 0 := Nat.cast_ne_zero.2 d₁0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
d₁0 : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
d₂0 : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
h : ↑(mk' n₁ d₁) = ↑(mk' n₂ d₂)
d₁a : ↑d₁ ≠ 0
⊢ mk' n₁ d₁ = mk' n₂ d₂
[PROOFSTEP]
have d₂a : (d₂ : α) ≠ 0 := Nat.cast_ne_zero.2 d₂0
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
d₁0 : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
d₂0 : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
h : ↑(mk' n₁ d₁) = ↑(mk' n₂ d₂)
d₁a : ↑d₁ ≠ 0
d₂a : ↑d₂ ≠ 0
⊢ mk' n₁ d₁ = mk' n₂ d₂
[PROOFSTEP]
rw [num_den', num_den'] at h ⊢
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
d₁0 : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
d₂0 : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
h : ↑(n₁ /. ↑d₁) = ↑(n₂ /. ↑d₂)
d₁a : ↑d₁ ≠ 0
d₂a : ↑d₂ ≠ 0
⊢ n₁ /. ↑d₁ = n₂ /. ↑d₂
[PROOFSTEP]
rw [cast_mk_of_ne_zero, cast_mk_of_ne_zero] at h
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
d₁0 : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
d₂0 : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
h : ↑n₁ / ↑↑d₁ = ↑n₂ / ↑↑d₂
d₁a : ↑d₁ ≠ 0
d₂a : ↑d₂ ≠ 0
⊢ n₁ /. ↑d₁ = n₂ /. ↑d₂
[PROOFSTEP]
simp [d₁0, d₂0] at h ⊢
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
d₁0 : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
d₂0 : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
h : ↑n₁ / ↑↑d₁ = ↑(n₂ /. ↑d₂)
d₁a : ↑d₁ ≠ 0
d₂a : ↑d₂ ≠ 0
⊢ ↑↑d₂ ≠ 0
[PROOFSTEP]
simp [d₁0, d₂0] at h ⊢
[GOAL]
case b0
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
d₁0 : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
d₂0 : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
h : ↑(n₁ /. ↑d₁) = ↑(n₂ /. ↑d₂)
d₁a : ↑d₁ ≠ 0
d₂a : ↑d₂ ≠ 0
⊢ ↑↑d₁ ≠ 0
[PROOFSTEP]
simp [d₁0, d₂0] at h ⊢
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n₁ : ℤ
d₁ : ℕ
d₁0 : d₁ ≠ 0
c₁ : Nat.coprime (Int.natAbs n₁) d₁
n₂ : ℤ
d₂ : ℕ
d₂0 : d₂ ≠ 0
c₂ : Nat.coprime (Int.natAbs n₂) d₂
d₁a : ↑d₁ ≠ 0
d₂a : ↑d₂ ≠ 0
h : ↑n₁ / ↑d₁ = ↑n₂ / ↑d₂
⊢ mkRat n₁ d₁ = mkRat n₂ d₂
[PROOFSTEP]
rwa [eq_div_iff_mul_eq d₂a, division_def, mul_assoc, (d₁.cast_commute (d₂ : α)).inv_left₀.eq, ← mul_assoc, ←
  division_def, eq_comm, eq_div_iff_mul_eq d₁a, eq_comm, ← Int.cast_ofNat d₁, ← Int.cast_mul, ← Int.cast_ofNat d₂, ←
  Int.cast_mul, Int.cast_inj, ← mkRat_eq_iff d₁0 d₂0] at h
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n : ℚ
⊢ ↑n = 0 ↔ n = 0
[PROOFSTEP]
rw [← cast_zero, cast_inj]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n : ℚ
⊢ ↑(bit1 n) = bit1 ↑n
[PROOFSTEP]
rw [bit1, cast_add, cast_one, cast_bit0]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
n : ℚ
⊢ bit0 ↑n + 1 = bit1 ↑n
[PROOFSTEP]
rfl
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝¹ : DivisionRing α
inst✝ : CharZero α
a b : ℤ
⊢ ↑(a /. b) = ↑a / ↑b
[PROOFSTEP]
simp only [divInt_eq_div, cast_div, cast_coe_int]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
r : ℚ
hr : 0 < r
⊢ 0 < ↑r
[PROOFSTEP]
rw [Rat.cast_def]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
r : ℚ
hr : 0 < r
⊢ 0 < ↑r.num / ↑r.den
[PROOFSTEP]
exact div_pos (Int.cast_pos.2 <| num_pos_iff_pos.2 hr) (Nat.cast_pos.2 r.pos)
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
m n : ℚ
⊢ m < n → ↑m < ↑n
[PROOFSTEP]
simpa only [sub_pos, cast_sub] using @cast_pos_of_pos K _ (n - m)
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
n : ℚ
⊢ 0 ≤ ↑n ↔ 0 ≤ n
[PROOFSTEP]
norm_cast
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
n : ℚ
⊢ ↑n ≤ 0 ↔ n ≤ 0
[PROOFSTEP]
norm_cast
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
n : ℚ
⊢ 0 < ↑n ↔ 0 < n
[PROOFSTEP]
norm_cast
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
n : ℚ
⊢ ↑n < 0 ↔ n < 0
[PROOFSTEP]
norm_cast
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
q : ℚ
⊢ ↑|q| = |↑q|
[PROOFSTEP]
simp [abs_eq_max_neg]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a b : ℚ
⊢ Rat.cast ⁻¹' Icc ↑a ↑b = Icc a b
[PROOFSTEP]
ext x
[GOAL]
case h
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a b x : ℚ
⊢ x ∈ Rat.cast ⁻¹' Icc ↑a ↑b ↔ x ∈ Icc a b
[PROOFSTEP]
simp
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a b : ℚ
⊢ Rat.cast ⁻¹' Ico ↑a ↑b = Ico a b
[PROOFSTEP]
ext x
[GOAL]
case h
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a b x : ℚ
⊢ x ∈ Rat.cast ⁻¹' Ico ↑a ↑b ↔ x ∈ Ico a b
[PROOFSTEP]
simp
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a b : ℚ
⊢ Rat.cast ⁻¹' Ioc ↑a ↑b = Ioc a b
[PROOFSTEP]
ext x
[GOAL]
case h
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a b x : ℚ
⊢ x ∈ Rat.cast ⁻¹' Ioc ↑a ↑b ↔ x ∈ Ioc a b
[PROOFSTEP]
simp
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a b : ℚ
⊢ Rat.cast ⁻¹' Ioo ↑a ↑b = Ioo a b
[PROOFSTEP]
ext x
[GOAL]
case h
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a b x : ℚ
⊢ x ∈ Rat.cast ⁻¹' Ioo ↑a ↑b ↔ x ∈ Ioo a b
[PROOFSTEP]
simp
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a : ℚ
⊢ Rat.cast ⁻¹' Ici ↑a = Ici a
[PROOFSTEP]
ext x
[GOAL]
case h
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a x : ℚ
⊢ x ∈ Rat.cast ⁻¹' Ici ↑a ↔ x ∈ Ici a
[PROOFSTEP]
simp
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a : ℚ
⊢ Rat.cast ⁻¹' Iic ↑a = Iic a
[PROOFSTEP]
ext x
[GOAL]
case h
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a x : ℚ
⊢ x ∈ Rat.cast ⁻¹' Iic ↑a ↔ x ∈ Iic a
[PROOFSTEP]
simp
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a : ℚ
⊢ Rat.cast ⁻¹' Ioi ↑a = Ioi a
[PROOFSTEP]
ext x
[GOAL]
case h
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a x : ℚ
⊢ x ∈ Rat.cast ⁻¹' Ioi ↑a ↔ x ∈ Ioi a
[PROOFSTEP]
simp
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a : ℚ
⊢ Rat.cast ⁻¹' Iio ↑a = Iio a
[PROOFSTEP]
ext x
[GOAL]
case h
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : LinearOrderedField K
a x : ℚ
⊢ x ∈ Rat.cast ⁻¹' Iio ↑a ↔ x ∈ Iio a
[PROOFSTEP]
simp
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
inst✝² : DivisionRing α
inst✝¹ : DivisionRing β
inst✝ : RingHomClass F α β
f : F
q : ℚ
⊢ ↑f ↑q = ↑q
[PROOFSTEP]
rw [cast_def, map_div₀, map_intCast, map_natCast, cast_def]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
k : Type u_5
inst✝¹ : DivisionRing k
inst✝ : RingHomClass F ℚ k
f : F
r : ℚ
⊢ ↑f r = ↑r
[PROOFSTEP]
rw [← map_ratCast f, Rat.cast_id]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
M₀ : Type u_5
inst✝¹ : MonoidWithZero M₀
inst✝ : MonoidWithZeroHomClass F ℚ M₀
f g : F
h : ∀ (m : ℤ), ↑f ↑m = ↑g ↑m
r : ℚ
⊢ ↑f r = ↑g r
[PROOFSTEP]
rw [← r.num_div_den, div_eq_mul_inv, map_mul, map_mul, h, ← Int.cast_ofNat, eq_on_inv₀ f g]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
M₀ : Type u_5
inst✝¹ : MonoidWithZero M₀
inst✝ : MonoidWithZeroHomClass F ℚ M₀
f g : F
h : ∀ (m : ℤ), ↑f ↑m = ↑g ↑m
r : ℚ
⊢ ↑f ↑↑r.den = ↑g ↑↑r.den
[PROOFSTEP]
apply h
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
M₀ : Type u_5
inst✝¹ : MonoidWithZero M₀
inst✝ : MonoidWithZeroHomClass F ℚ M₀
f g : F
same_on_neg_one : ↑f (-1) = ↑g (-1)
same_on_pnat : ∀ (n : ℕ), 0 < n → ↑f ↑n = ↑g ↑n
⊢ ↑(comp ↑f ↑(Int.castRingHom ℚ)) (-1) = ↑(comp ↑g ↑(Int.castRingHom ℚ)) (-1)
[PROOFSTEP]
simpa
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
M₀ : Type u_5
inst✝¹ : MonoidWithZero M₀
inst✝ : MonoidWithZeroHomClass F ℚ M₀
f g : F
same_on_neg_one : ↑f (-1) = ↑g (-1)
same_on_pnat : ∀ (n : ℕ), 0 < n → ↑f ↑n = ↑g ↑n
⊢ ∀ (n : ℕ), 0 < n → ↑(comp ↑f ↑(Int.castRingHom ℚ)) ↑n = ↑(comp ↑g ↑(Int.castRingHom ℚ)) ↑n
[PROOFSTEP]
simpa
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : DivisionRing K
a : ℚ
⊢ a • 0 = 0
[PROOFSTEP]
rw [smul_def, mul_zero]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : DivisionRing K
a : ℚ
x y : K
⊢ a • (x + y) = a • x + a • y
[PROOFSTEP]
rw [smul_def, smul_def, smul_def, mul_add]
[GOAL]
F : Type u_1
ι : Type u_2
α : Type u_3
β : Type u_4
K : Type u_5
inst✝ : DivisionRing K
a : ℚ
x y : K
⊢ (a • x) • y = a • x • y
[PROOFSTEP]
simp only [smul_def, smul_eq_mul, mul_assoc]


[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f✝ f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝕜' : Type u_6
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜'
inst✝² : NormedAlgebra 𝕜 𝕜'
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜' F
inst✝ : IsScalarTower 𝕜 𝕜' F
c : E → 𝕜'
c' : E →L[𝕜] 𝕜'
hc : HasStrictFDerivAt c c' x
f : F
⊢ HasStrictFDerivAt (fun y => c y • f) (smulRight c' f) x
[PROOFSTEP]
simpa only [smul_zero, zero_add] using hc.smul (hasStrictFDerivAt_const f x)
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f✝ f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝕜' : Type u_6
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜'
inst✝² : NormedAlgebra 𝕜 𝕜'
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜' F
inst✝ : IsScalarTower 𝕜 𝕜' F
c : E → 𝕜'
c' : E →L[𝕜] 𝕜'
hc : HasFDerivWithinAt c c' s x
f : F
⊢ HasFDerivWithinAt (fun y => c y • f) (smulRight c' f) s x
[PROOFSTEP]
simpa only [smul_zero, zero_add] using hc.smul (hasFDerivWithinAt_const f x s)
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f✝ f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝕜' : Type u_6
inst✝³ : NontriviallyNormedField 𝕜'
inst✝² : NormedAlgebra 𝕜 𝕜'
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜' F
inst✝ : IsScalarTower 𝕜 𝕜' F
c : E → 𝕜'
c' : E →L[𝕜] 𝕜'
hc : HasFDerivAt c c' x
f : F
⊢ HasFDerivAt (fun y => c y • f) (smulRight c' f) x
[PROOFSTEP]
simpa only [smul_zero, zero_add] using hc.smul (hasFDerivAt_const f x)
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasStrictFDerivAt c c' x
hd : HasStrictFDerivAt d d' x
⊢ HasStrictFDerivAt (fun y => c y * d y) (c x • d' + d x • c') x
[PROOFSTEP]
convert hc.mul' hd
[GOAL]
case h.e'_10.h.e'_6
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasStrictFDerivAt c c' x
hd : HasStrictFDerivAt d d' x
⊢ d x • c' = smulRight c' (d x)
[PROOFSTEP]
ext z
[GOAL]
case h.e'_10.h.e'_6.h
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasStrictFDerivAt c c' x
hd : HasStrictFDerivAt d d' x
z : E
⊢ ↑(d x • c') z = ↑(smulRight c' (d x)) z
[PROOFSTEP]
apply mul_comm
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivWithinAt c c' s x
hd : HasFDerivWithinAt d d' s x
⊢ HasFDerivWithinAt (fun y => c y * d y) (c x • d' + d x • c') s x
[PROOFSTEP]
convert hc.mul' hd
[GOAL]
case h.e'_10.h.e'_6
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivWithinAt c c' s x
hd : HasFDerivWithinAt d d' s x
⊢ d x • c' = smulRight c' (d x)
[PROOFSTEP]
ext z
[GOAL]
case h.e'_10.h.e'_6.h
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivWithinAt c c' s x
hd : HasFDerivWithinAt d d' s x
z : E
⊢ ↑(d x • c') z = ↑(smulRight c' (d x)) z
[PROOFSTEP]
apply mul_comm
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivAt c c' x
hd : HasFDerivAt d d' x
⊢ HasFDerivAt (fun y => c y * d y) (c x • d' + d x • c') x
[PROOFSTEP]
convert hc.mul' hd
[GOAL]
case h.e'_10.h.e'_6
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivAt c c' x
hd : HasFDerivAt d d' x
⊢ d x • c' = smulRight c' (d x)
[PROOFSTEP]
ext z
[GOAL]
case h.e'_10.h.e'_6.h
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivAt c c' x
hd : HasFDerivAt d d' x
z : E
⊢ ↑(d x • c') z = ↑(smulRight c' (d x)) z
[PROOFSTEP]
apply mul_comm
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
ha : DifferentiableWithinAt 𝕜 a s x
⊢ DifferentiableWithinAt 𝕜 (fun x => a x ^ 0) s x
[PROOFSTEP]
simp only [pow_zero, differentiableWithinAt_const]
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
ha : DifferentiableWithinAt 𝕜 a s x
n : ℕ
⊢ DifferentiableWithinAt 𝕜 (fun x => a x ^ (n + 1)) s x
[PROOFSTEP]
simp only [pow_succ, DifferentiableWithinAt.pow ha n, ha.mul]
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d✝ : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasStrictFDerivAt c c' x
d : 𝔸'
⊢ HasStrictFDerivAt (fun y => c y * d) (d • c') x
[PROOFSTEP]
convert hc.mul_const' d
[GOAL]
case h.e'_10
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d✝ : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasStrictFDerivAt c c' x
d : 𝔸'
⊢ d • c' = smulRight c' d
[PROOFSTEP]
ext z
[GOAL]
case h.e'_10.h
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d✝ : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasStrictFDerivAt c c' x
d : 𝔸'
z : E
⊢ ↑(d • c') z = ↑(smulRight c' d) z
[PROOFSTEP]
apply mul_comm
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d✝ : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivWithinAt c c' s x
d : 𝔸'
⊢ HasFDerivWithinAt (fun y => c y * d) (d • c') s x
[PROOFSTEP]
convert hc.mul_const' d
[GOAL]
case h.e'_10
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d✝ : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivWithinAt c c' s x
d : 𝔸'
⊢ d • c' = smulRight c' d
[PROOFSTEP]
ext z
[GOAL]
case h.e'_10.h
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d✝ : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivWithinAt c c' s x
d : 𝔸'
z : E
⊢ ↑(d • c') z = ↑(smulRight c' d) z
[PROOFSTEP]
apply mul_comm
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d✝ : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivAt c c' x
d : 𝔸'
⊢ HasFDerivAt (fun y => c y * d) (d • c') x
[PROOFSTEP]
convert hc.mul_const' d
[GOAL]
case h.e'_10
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d✝ : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivAt c c' x
d : 𝔸'
⊢ d • c' = smulRight c' d
[PROOFSTEP]
ext z
[GOAL]
case h.e'_10.h
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup G'
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
𝔸 : Type u_6
𝔸' : Type u_7
inst✝³ : NormedRing 𝔸
inst✝² : NormedCommRing 𝔸'
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸
inst✝ : NormedAlgebra 𝕜 𝔸'
a b : E → 𝔸
a' b' : E →L[𝕜] 𝔸
c d✝ : E → 𝔸'
c' d' : E →L[𝕜] 𝔸'
hc : HasFDerivAt c c' x
d : 𝔸'
z : E
⊢ ↑(d • c') z = ↑(smulRight c' d) z
[PROOFSTEP]
apply mul_comm
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹¹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹⁰ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x✝ : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
R : Type u_6
inst✝² : NormedRing R
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 R
inst✝ : CompleteSpace R
x : Rˣ
this : (fun t => Ring.inverse (↑x + t) - ↑x⁻¹ + ↑x⁻¹ * t * ↑x⁻¹) =o[𝓝 0] _root_.id
⊢ HasFDerivAt Ring.inverse (-↑(↑(mulLeftRight 𝕜 R) ↑x⁻¹) ↑x⁻¹) ↑x
[PROOFSTEP]
simpa [hasFDerivAt_iff_isLittleO_nhds_zero] using this
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹¹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹⁰ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x✝ : E
s t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
R : Type u_6
inst✝² : NormedDivisionRing R
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 R
inst✝ : CompleteSpace R
x : R
hx : x ≠ 0
⊢ HasFDerivAt Inv.inv (-↑(↑(mulLeftRight 𝕜 R) x⁻¹) x⁻¹) x
[PROOFSTEP]
simpa using hasFDerivAt_ring_inverse (Units.mk0 _ hx)
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹¹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹⁰ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x✝ : E
s✝ t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
R : Type u_6
inst✝² : NormedDivisionRing R
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 R
inst✝ : CompleteSpace R
s : Set R
x : R
hx : x ≠ 0
hxs : UniqueDiffWithinAt 𝕜 s x
⊢ fderivWithin 𝕜 (fun x => x⁻¹) s x = -↑(↑(mulLeftRight 𝕜 R) x⁻¹) x⁻¹
[PROOFSTEP]
rw [DifferentiableAt.fderivWithin (differentiableAt_inv' hx) hxs]
[GOAL]
𝕜 : Type u_1
inst✝¹¹ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹⁰ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type u_3
inst✝⁸ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 F
G : Type u_4
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 G
G' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 G'
f f₀ f₁ g : E → F
f' f₀' f₁' g' e : E →L[𝕜] F
x✝ : E
s✝ t : Set E
L L₁ L₂ : Filter E
R : Type u_6
inst✝² : NormedDivisionRing R
inst✝¹ : NormedAlgebra 𝕜 R
inst✝ : CompleteSpace R
s : Set R
x : R
hx : x ≠ 0
hxs : UniqueDiffWithinAt 𝕜 s x
⊢ fderiv 𝕜 Inv.inv x = -↑(↑(mulLeftRight 𝕜 R) x⁻¹) x⁻¹
[PROOFSTEP]
exact fderiv_inv' hx