-- Mathlib/CategoryTheory/Limits/VanKampen.lean
theorem BinaryCofan.isVanKampen_mk {X Y : C} (c : BinaryCofan X Y)
    (cofans : ∀ X Y : C, BinaryCofan X Y) (colimits : ∀ X Y, IsColimit (cofans X Y))
    (cones : ∀ {X Y Z : C} (f : X ⟶ Z) (g : Y ⟶ Z), PullbackCone f g)
    (limits : ∀ {X Y Z : C} (f : X ⟶ Z) (g : Y ⟶ Z), IsLimit (cones f g))
    (h₁ : ∀ {X' Y' : C} (αX : X' ⟶ X) (αY : Y' ⟶ Y) (f : (cofans X' Y').pt ⟶ c.pt)
      (_ : αX ≫ c.inl = (cofans X' Y').inl ≫ f) (_ : αY ≫ c.inr = (cofans X' Y').inr ≫ f),
      IsPullback (cofans X' Y').inl αX f c.inl ∧ IsPullback (cofans X' Y').inr αY f c.inr)
    (h₂ : ∀ {Z : C} (f : Z ⟶ c.pt),
      IsColimit (BinaryCofan.mk (cones f c.inl).fst (cones f c.inr).fst)) :
    IsVanKampenColimit c

Proof state:
C : Type u
inst✝ : Category.{v, u} C
X Y : C
c : BinaryCofan X Y
cofans : (X Y : C) → BinaryCofan X Y
colimits : (X Y : C) → IsColimit (cofans X Y)
cones : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → PullbackCone f g
limits : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → IsLimit (cones f g)
h₁ :
  ∀ {X' Y' : C} (αX : X' ⟶ X) (αY : Y' ⟶ Y) (f : (cofans X' Y').pt ⟶ c.pt),
    αX ≫ c.inl = (cofans X' Y').inl ≫ f →
      αY ≫ c.inr = (cofans X' Y').inr ≫ f →
        IsPullback (cofans X' Y').inl αX f c.inl ∧ IsPullback (cofans X' Y').inr αY f c.inr
h₂ : {Z : C} → (f : Z ⟶ c.pt) → IsColimit (BinaryCofan.mk (cones f c.inl).fst (cones f c.inr).fst)
X' Y' : C
c' : BinaryCofan X' Y'
αX : X' ⟶ X
αY : Y' ⟶ Y
f : c'.pt ⟶ c.pt
hX : αX ≫ c.inl = c'.inl ≫ f
hY : αY ≫ c.inr = c'.inr ≫ f
⊢ Nonempty (IsColimit c') ↔ IsPullback c'.inl αX f c.inl ∧ IsPullback c'.inr αY f c.inr

Tactic:
constructor

Result:
case mp
C : Type u
inst✝ : Category.{v, u} C
X Y : C
c : BinaryCofan X Y
cofans : (X Y : C) → BinaryCofan X Y
colimits : (X Y : C) → IsColimit (cofans X Y)
cones : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → PullbackCone f g
limits : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → IsLimit (cones f g)
h₁ :
  ∀ {X' Y' : C} (αX : X' ⟶ X) (αY : Y' ⟶ Y) (f : (cofans X' Y').pt ⟶ c.pt),
    αX ≫ c.inl = (cofans X' Y').inl ≫ f →
      αY ≫ c.inr = (cofans X' Y').inr ≫ f →
        IsPullback (cofans X' Y').inl αX f c.inl ∧ IsPullback (cofans X' Y').inr αY f c.inr
h₂ : {Z : C} → (f : Z ⟶ c.pt) → IsColimit (BinaryCofan.mk (cones f c.inl).fst (cones f c.inr).fst)
X' Y' : C
c' : BinaryCofan X' Y'
αX : X' ⟶ X
αY : Y' ⟶ Y
f : c'.pt ⟶ c.pt
hX : αX ≫ c.inl = c'.inl ≫ f
hY : αY ≫ c.inr = c'.inr ≫ f
⊢ Nonempty (IsColimit c') → IsPullback c'.inl αX f c.inl ∧ IsPullback c'.inr αY f c.inr

case mpr
C : Type u
inst✝ : Category.{v, u} C
X Y : C
c : BinaryCofan X Y
cofans : (X Y : C) → BinaryCofan X Y
colimits : (X Y : C) → IsColimit (cofans X Y)
cones : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → PullbackCone f g
limits : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → IsLimit (cones f g)
h₁ :
  ∀ {X' Y' : C} (αX : X' ⟶ X) (αY : Y' ⟶ Y) (f : (cofans X' Y').pt ⟶ c.pt),
    αX ≫ c.inl = (cofans X' Y').inl ≫ f →
      αY ≫ c.inr = (cofans X' Y').inr ≫ f →
        IsPullback (cofans X' Y').inl αX f c.inl ∧ IsPullback (cofans X' Y').inr αY f c.inr
h₂ : {Z : C} → (f : Z ⟶ c.pt) → IsColimit (BinaryCofan.mk (cones f c.inl).fst (cones f c.inr).fst)
X' Y' : C
c' : BinaryCofan X' Y'
αX : X' ⟶ X
αY : Y' ⟶ Y
f : c'.pt ⟶ c.pt
hX : αX ≫ c.inl = c'.inl ≫ f
hY : αY ≫ c.inr = c'.inr ≫ f
⊢ IsPullback c'.inl αX f c.inl ∧ IsPullback c'.inr αY f c.inr → Nonempty (IsColimit c')

Proof state:
case mpr.intro
C : Type u
inst✝ : Category.{v, u} C
X Y : C
c : BinaryCofan X Y
cofans : (X Y : C) → BinaryCofan X Y
colimits : (X Y : C) → IsColimit (cofans X Y)
cones : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → PullbackCone f g
limits : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → IsLimit (cones f g)
h₁ :
  ∀ {X' Y' : C} (αX : X' ⟶ X) (αY : Y' ⟶ Y) (f : (cofans X' Y').pt ⟶ c.pt),
    αX ≫ c.inl = (cofans X' Y').inl ≫ f →
      αY ≫ c.inr = (cofans X' Y').inr ≫ f →
        IsPullback (cofans X' Y').inl αX f c.inl ∧ IsPullback (cofans X' Y').inr αY f c.inr
h₂ : {Z : C} → (f : Z ⟶ c.pt) → IsColimit (BinaryCofan.mk (cones f c.inl).fst (cones f c.inr).fst)
X' Y' : C
c' : BinaryCofan X' Y'
αX : X' ⟶ X
αY : Y' ⟶ Y
f : c'.pt ⟶ c.pt
hX : αX ≫ c.inl = c'.inl ≫ f
hY : αY ≫ c.inr = c'.inr ≫ f
H₁ : IsPullback c'.inl αX f c.inl
H₂ : IsPullback c'.inr αY f c.inr
⊢ Nonempty (IsColimit c')

Tactic:
refine ⟨IsColimit.ofIsoColimit ?_ <| (isoBinaryCofanMk _).symm⟩

Result:
case mpr.intro
C : Type u
inst✝ : Category.{v, u} C
X Y : C
c : BinaryCofan X Y
cofans : (X Y : C) → BinaryCofan X Y
colimits : (X Y : C) → IsColimit (cofans X Y)
cones : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → PullbackCone f g
limits : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → IsLimit (cones f g)
h₁ :
  ∀ {X' Y' : C} (αX : X' ⟶ X) (αY : Y' ⟶ Y) (f : (cofans X' Y').pt ⟶ c.pt),
    αX ≫ c.inl = (cofans X' Y').inl ≫ f →
      αY ≫ c.inr = (cofans X' Y').inr ≫ f →
        IsPullback (cofans X' Y').inl αX f c.inl ∧ IsPullback (cofans X' Y').inr αY f c.inr
h₂ : {Z : C} → (f : Z ⟶ c.pt) → IsColimit (BinaryCofan.mk (cones f c.inl).fst (cones f c.inr).fst)
X' Y' : C
c' : BinaryCofan X' Y'
αX : X' ⟶ X
αY : Y' ⟶ Y
f : c'.pt ⟶ c.pt
hX : αX ≫ c.inl = c'.inl ≫ f
hY : αY ≫ c.inr = c'.inr ≫ f
H₁ : IsPullback c'.inl αX f c.inl
H₂ : IsPullback c'.inr αY f c.inr
⊢ IsColimit (BinaryCofan.mk c'.inl c'.inr)

Proof state:
case mpr.intro
C : Type u
inst✝ : Category.{v, u} C
X Y : C
c : BinaryCofan X Y
cofans : (X Y : C) → BinaryCofan X Y
colimits : (X Y : C) → IsColimit (cofans X Y)
cones : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → PullbackCone f g
limits : {X Y Z : C} → (f : X ⟶ Z) → (g : Y ⟶ Z) → IsLimit (cones f g)
h₁ :
  ∀ {X' Y' : C} (αX : X' ⟶ X) (αY : Y' ⟶ Y) (f : (cofans X' Y').pt ⟶ c.pt),
    αX ≫ c.inl = (cofans X' Y').inl ≫ f →
      αY ≫ c.inr = (cofans X' Y').inr ≫ f →
        IsPullback (cofans X' Y').inl αX f c.inl ∧ IsPullback (cofans X' Y').inr αY f c.inr
h₂ : {Z : C} → (f : Z ⟶ c.pt) → IsColimit (BinaryCofan.mk (cones f c.inl).fst (cones f c.inr).fst)
X' Y' : C
c' : BinaryCofan X' Y'
αX : X' ⟶ X
αY : Y' ⟶ Y
f : c'.pt ⟶ c.pt
hX : αX ≫ c.inl = c'.inl ≫ f
hY : αY ≫ c.inr = c'.inr ≫ f
H₁ : IsPullback c'.inl αX f c.inl
H₂ : IsPullback c'.inr αY f c.inr
e₁ : X' ≅ (cones f c.inl).pt := H₁.isLimit.conePointUniqueUpToIso (limits f c.inl)
e₂ : Y' ≅ (cones f c.inr).pt := H₂.isLimit.conePointUniqueUpToIso (limits f c.inr)
he₁ : c'.inl = e₁.hom ≫ (cones f c.inl).fst
he₂ : c'.inr = e₂.hom ≫ (cones f c.inr).fst
⊢ IsColimit (BinaryCofan.mk (e₁.hom ≫ (cones f c.inl).fst) (e₂.hom ≫ (cones f c.inr).fst))

Tactic:
exact (BinaryCofan.mk _ _).isColimitCompRightIso e₂.hom
  ((BinaryCofan.mk _ _).isColimitCompLeftIso e₁.hom (h₂ f))

Result:
no goals