English
There exists a natural number k such that for every x in L, the k-th power of toEnd(x) is zero as an endomorphism of M.
Русский
Существует натуральное число k такое, что для каждого x в L, к-я степень toEnd(x) тождественно ноль на M.
LaTeX
$$∃ k, ∀ x ∈ L, toEnd(R,L,M)(x)^{k} = 0$$
Lean4
theorem exists_forall_pow_toEnd_eq_zero [IsNilpotent L M] : ∃ k : ℕ, ∀ x : L, toEnd R L M x ^ k = 0 :=
by
obtain ⟨k, hM⟩ := IsNilpotent.nilpotent R L M
use k
intro x; ext m
rw [Module.End.pow_apply, LinearMap.zero_apply, ← @LieSubmodule.mem_bot R L M, ← hM]
exact iterate_toEnd_mem_lowerCentralSeries R L M x m k