English
For an endomorphism φ of a finite module over a domain, φ is nilpotent if and only if its characteristic polynomial is X^finrank.
Русский
Линейное отображение φ на конечном модуле выписывается как нильпотентное тогда и только тогда, когда его характеристическая полиномная полиномиальная часть равна X^(размер пространства).
LaTeX
$$$IsNilpotent(\\phi) \\iff \\operatorname{charpoly}(\\phi) = X^{\\operatorname{finrank} R M}$$$
Lean4
theorem charpoly_eq_X_pow_finrank {φ : Module.End R M} (h : IsNilpotent φ) : φ.charpoly = X ^ finrank R M :=
by
rw [← sub_eq_zero]
apply IsNilpotent.eq_zero
rw [finrank_eq_card_chooseBasisIndex]
apply Matrix.isNilpotent_charpoly_sub_pow_of_isNilpotent
exact h.map (LinearMap.toMatrixAlgEquiv (chooseBasis R M))