English
For any n, the (n+1)-st derived series of L equals the top if and only if the first derived series of L equals the top.
Русский
Для любого натурального n равно, что (n+1)-я производящая серия Ли-алгебры равна верхнему пределу, если и только если первая производящая серия равна верхнему пределу.
LaTeX
$$$\mathrm{derivedSeries}_{R} L (n+1) = \top \;\iff\; \mathrm{derivedSeries}_{R} L 1 = \top$$$
Lean4
theorem derivedSeries_succ_eq_top_iff (n : ℕ) : derivedSeries R L (n + 1) = ⊤ ↔ derivedSeries R L 1 = ⊤ :=
by
simp only [derivedSeries_def]
induction n with
| zero => simp
| succ n ih =>
rw [derivedSeriesOfIdeal_succ]
refine ⟨fun h ↦ ?_, fun h ↦ by rwa [ih.mpr h]⟩
rw [← ih, eq_top_iff]
conv_lhs => rw [← h]
exact LieSubmodule.lie_le_right _ _