-- Lean 4 proof step from Mathlib.Algebra.Category.ModuleCat.Topology.Basic (goal)
Goal:
R : Type u
inst : Ring R
inst_1 : TopologicalSpace R
X Y : TopModuleCat R
f : X ⟶ Y
⊢ (↑(hom (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
          (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC := fun (X : TopModuleCat R) ↦
          (↑X.toModuleCat : Type (max u v)))
          (CategoryTheory.Functor.map
              (forget₂ (TopModuleCat R) (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
                  (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
                  fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v))) TopCat (FD := fun (X Y : TopCat) ↦
                  C((↑X : Type (max u v)), (↑Y : Type (max u v)))) (CD := TopCat.carrier) ⋙
                free R)
              f ≫
            ConcreteCategory.ofHom (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
              (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
              fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v)))
              {
                toLinearMap :=
                  (Finsupp.lift (↑(Functor.obj (𝟭 (TopModuleCat R)) Y).toModuleCat : Type (max u v)) R
                        (↑Y.toModuleCat : Type (max u v)) :
                      (a :
                          (↑Y.toModuleCat : Type (max u v)) →
                            (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj Y).toModuleCat : Type (max u v))) →
                        ((↑Y.toModuleCat : Type (max u v)) →₀ R) →ₗ[R]
                          (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj Y).toModuleCat : Type (max u v)))
                    id,
                cont := ⋯ :
                (↑(toModuleCat
                        (Functor.obj
                          (forget₂ (TopModuleCat R) (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
                              (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
                              fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v))) TopCat (FD :=
                              fun (X Y : TopCat) ↦ C((↑X : Type (max u v)), (↑Y : Type (max u v)))) (CD :=
                              TopCat.carrier) ⋙
                            free R)
                          Y)) :
                    Type (max u v)) →L[R]
                  (↑(Functor.obj (𝟭 (TopModuleCat R)) Y).toModuleCat : Type (max u v)) })) :
      (↑((forget₂ (TopModuleCat R) TopCat ⋙ free R).obj X).toModuleCat : Type (max u v)) →ₗ[R]
        (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj Y).toModuleCat : Type (max u v))) =
    (↑(hom (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
          (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC := fun (X : TopModuleCat R) ↦
          (↑X.toModuleCat : Type (max u v)))
          (ConcreteCategory.ofHom (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
              (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
              fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v)))
              {
                toLinearMap :=
                  (Finsupp.lift (↑(Functor.obj (𝟭 (TopModuleCat R)) X).toModuleCat : Type (max u v)) R
                        (↑X.toModuleCat : Type (max u v)) :
                      (a :
                          (↑X.toModuleCat : Type (max u v)) →
                            (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj X).toModuleCat : Type (max u v))) →
                        ((↑X.toModuleCat : Type (max u v)) →₀ R) →ₗ[R]
                          (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj X).toModuleCat : Type (max u v)))
                    id,
                cont := ⋯ :
                (↑(toModuleCat
                        (Functor.obj
                          (forget₂ (TopModuleCat R) (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
                              (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
                              fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v))) TopCat (FD :=
                              fun (X Y : TopCat) ↦ C((↑X : Type (max u v)), (↑Y : Type (max u v)))) (CD :=
                              TopCat.carrier) ⋙
                            free R)
                          X)) :
                    Type (max u v)) →L[R]
                  (↑(Functor.obj (𝟭 (TopModuleCat R)) X).toModuleCat : Type (max u v)) } ≫
            CategoryTheory.Functor.map (𝟭 (TopModuleCat R)) f)) :
      (↑((forget₂ (TopModuleCat R) TopCat ⋙ free R).obj X).toModuleCat : Type (max u v)) →ₗ[R]
        (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj Y).toModuleCat : Type (max u v)))
have h : ∀
  (a :
    (↑(Functor.obj
          (forget₂ (TopModuleCat R) (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
            (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
            fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v))) TopCat (FD := fun (X Y : TopCat) ↦
            C((↑X : Type (max u v)), (↑Y : Type (max u v)))) (CD := TopCat.carrier))
          X) :
      Type (max v u))),
  Eq (α := (↑(Functor.obj (𝟭 (TopModuleCat R)) Y).toModuleCat : Type (max u v)))
    (((↑(hom (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
                (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
                fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v)))
                (CategoryTheory.Functor.map
                    (forget₂ (TopModuleCat R) (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
                        (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
                        fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v))) TopCat (FD := fun (X Y : TopCat) ↦
                        C((↑X : Type (max u v)), (↑Y : Type (max u v)))) (CD := TopCat.carrier) ⋙
                      free R)
                    f ≫
                  ConcreteCategory.ofHom (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
                    (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
                    fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v)))
                    {
                      toLinearMap :=
                        (Finsupp.lift (↑(Functor.obj (𝟭 (TopModuleCat R)) Y).toModuleCat : Type (max u v)) R
                              (↑Y.toModuleCat : Type (max u v)) :
                            (a :
                                (↑Y.toModuleCat : Type (max u v)) →
                                  (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj Y).toModuleCat : Type (max u v))) →
                              ((↑Y.toModuleCat : Type (max u v)) →₀ R) →ₗ[R]
                                (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj Y).toModuleCat : Type (max u v)))
                          id,
                      cont := sorry :
                      (↑(toModuleCat
                              (Functor.obj
                                (forget₂ (TopModuleCat R) (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
                                    (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
                                    fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v))) TopCat (FD :=
                                    fun (X Y : TopCat) ↦ C((↑X : Type (max u v)), (↑Y : Type (max u v)))) (CD :=
                                    TopCat.carrier) ⋙
                                  free R)
                                Y)) :
                          Type (max u v)) →L[R]
                        (↑(Functor.obj (𝟭 (TopModuleCat R)) Y).toModuleCat : Type (max u v)) })) :
            (↑((forget₂ (TopModuleCat R) TopCat ⋙ free R).obj X).toModuleCat : Type (max u v)) →ₗ[R]
              (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj Y).toModuleCat : Type (max u v))) ∘ₗ
          Finsupp.lsingle a :
        (a : R) → (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj Y).toModuleCat : Type (max u v)))
      1)
    (((↑(hom (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
                (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
                fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v)))
                (ConcreteCategory.ofHom (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
                    (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
                    fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v)))
                    {
                      toLinearMap :=
                        (Finsupp.lift (↑(Functor.obj (𝟭 (TopModuleCat R)) X).toModuleCat : Type (max u v)) R
                              (↑X.toModuleCat : Type (max u v)) :
                            (a :
                                (↑X.toModuleCat : Type (max u v)) →
                                  (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj X).toModuleCat : Type (max u v))) →
                              ((↑X.toModuleCat : Type (max u v)) →₀ R) →ₗ[R]
                                (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj X).toModuleCat : Type (max u v)))
                          id,
                      cont := sorry :
                      (↑(toModuleCat
                              (Functor.obj
                                (forget₂ (TopModuleCat R) (FC := fun (x1 x2 : TopModuleCat R) ↦
                                    (↑x1.toModuleCat : Type (max u v)) →L[R] (↑x2.toModuleCat : Type (max u v))) (CC :=
                                    fun (X : TopModuleCat R) ↦ (↑X.toModuleCat : Type (max u v))) TopCat (FD :=
                                    fun (X Y : TopCat) ↦ C((↑X : Type (max u v)), (↑Y : Type (max u v)))) (CD :=
                                    TopCat.carrier) ⋙
                                  free R)
                                X)) :
                          Type (max u v)) →L[R]
                        (↑(Functor.obj (𝟭 (TopModuleCat R)) X).toModuleCat : Type (max u v)) } ≫
                  CategoryTheory.Functor.map (𝟭 (TopModuleCat R)) f)) :
            (↑((forget₂ (TopModuleCat R) TopCat ⋙ free R).obj X).toModuleCat : Type (max u v)) →ₗ[R]
              (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj Y).toModuleCat : Type (max u v))) ∘ₗ
          Finsupp.lsingle a :
        (a : R) → (↑((𝟭 (TopModuleCat R)).obj Y).toModuleCat : Type (max u v)))
      1)
Tactic: refine Finsupp.lhom_ext' fun a ↦ LinearMap.ext_ring ?_