-- Mathlib/RingTheory/IsTensorProduct.lean
theorem IsBaseChange.of_lift_unique
    (h : ∀ (Q : Type max v₁ v₂ v₃) [AddCommMonoid Q],
      ∀ [Module R Q] [Module S Q], ∀ [IsScalarTower R S Q],
        ∀ g : M →ₗ[R] Q, ∃! g' : N →ₗ[S] Q, (g'.restrictScalars R).comp f = g) :
    IsBaseChange S f

Proof state:
case intro.intro
R : Type u_1
M : Type v₁
N : Type v₂
S : Type v₃
inst✝⁸ : AddCommMonoid M
inst✝⁷ : AddCommMonoid N
inst✝⁶ : CommSemiring R
inst✝⁵ : CommSemiring S
inst✝⁴ : Algebra R S
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : Module S N
inst✝ : IsScalarTower R S N
f : M →ₗ[R] N
h :
  ∀ (Q : Type (max v₁ v₂ v₃)) [inst : AddCommMonoid Q] [inst_1 : Module R Q] [inst_2 : Module S Q]
    [inst_3 : IsScalarTower R S Q] (g : M →ₗ[R] Q), ∃! g', ↑R g' ∘ₗ f = g
g : N →ₗ[S] ULift.{v₂, max v₁ v₃} (S ⊗[R] M)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
⊢ IsBaseChange S f

Tactic:
let f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N :=
  TensorProduct.lift (((LinearMap.flip (AlgHom.toLinearMap (Algebra.ofId S
    (Module.End S (M →ₗ[R] N))))) f).restrictScalars R)

Result:
case intro.intro
R : Type u_1
M : Type v₁
N : Type v₂
S : Type v₃
inst✝⁸ : AddCommMonoid M
inst✝⁷ : AddCommMonoid N
inst✝⁶ : CommSemiring R
inst✝⁵ : CommSemiring S
inst✝⁴ : Algebra R S
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : Module S N
inst✝ : IsScalarTower R S N
f : M →ₗ[R] N
h :
  ∀ (Q : Type (max v₁ v₂ v₃)) [inst : AddCommMonoid Q] [inst_1 : Module R Q] [inst_2 : Module S Q]
    [inst_3 : IsScalarTower R S Q] (g : M →ₗ[R] Q), ∃! g', ↑R g' ∘ₗ f = g
g : N →ₗ[S] ULift.{v₂, max v₁ v₃} (S ⊗[R] M)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
⊢ IsBaseChange S f

Proof state:
case intro.intro.refine_1.h.h
R : Type u_1
M : Type v₁
N : Type v₂
S : Type v₃
inst✝⁸ : AddCommMonoid M
inst✝⁷ : AddCommMonoid N
inst✝⁶ : CommSemiring R
inst✝⁵ : CommSemiring S
inst✝⁴ : Algebra R S
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : Module S N
inst✝ : IsScalarTower R S N
f : M →ₗ[R] N
h :
  ∀ (Q : Type (max v₁ v₂ v₃)) [inst : AddCommMonoid Q] [inst_1 : Module R Q] [inst_2 : Module S Q]
    [inst_3 : IsScalarTower R S Q] (g : M →ₗ[R] Q), ∃! g', ↑R g' ∘ₗ f = g
g : N →ₗ[S] ULift.{v₂, max v₁ v₃} (S ⊗[R] M)
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
f'' : S ⊗[R] M →ₗ[S] N := { toAddHom := f'.toAddHom, map_smul' := ⋯ }
hg : ∀ (x : M), g (f x) = ↑ULift.moduleEquiv.symm (((mk R S M) 1) x)
x : M
⊢ (↑ULift.moduleEquiv.symm (f'' (↑ULift.moduleEquiv (↑ULift.moduleEquiv.symm (((mk R S M) 1) x))))).down =
    (↑ULift.moduleEquiv.symm (f x)).down

Tactic:
apply one_smul

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.refine_2.a.h.h
R : Type u_1
M : Type v₁
N : Type v₂
S : Type v₃
inst✝⁸ : AddCommMonoid M
inst✝⁷ : AddCommMonoid N
inst✝⁶ : CommSemiring R
inst✝⁵ : CommSemiring S
inst✝⁴ : Algebra R S
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : Module S N
inst✝ : IsScalarTower R S N
f : M →ₗ[R] N
h :
  ∀ (Q : Type (max v₁ v₂ v₃)) [inst : AddCommMonoid Q] [inst_1 : Module R Q] [inst_2 : Module S Q]
    [inst_3 : IsScalarTower R S Q] (g : M →ₗ[R] Q), ∃! g', ↑R g' ∘ₗ f = g
g : N →ₗ[S] ULift.{v₂, max v₁ v₃} (S ⊗[R] M)
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
f'' : S ⊗[R] M →ₗ[S] N := { toAddHom := f'.toAddHom, map_smul' := ⋯ }
hg : ∀ (x : M), g (f x) = ↑ULift.moduleEquiv.symm (((mk R S M) 1) x)
x : M
⊢ (g (1 • f x)).down = ((AlgebraTensorModule.curry LinearMap.id) 1) x

Tactic:
rw [one_smul, hg]

Result:
case intro.intro.refine_2.a.h.h
R : Type u_1
M : Type v₁
N : Type v₂
S : Type v₃
inst✝⁸ : AddCommMonoid M
inst✝⁷ : AddCommMonoid N
inst✝⁶ : CommSemiring R
inst✝⁵ : CommSemiring S
inst✝⁴ : Algebra R S
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : Module S N
inst✝ : IsScalarTower R S N
f : M →ₗ[R] N
h :
  ∀ (Q : Type (max v₁ v₂ v₃)) [inst : AddCommMonoid Q] [inst_1 : Module R Q] [inst_2 : Module S Q]
    [inst_3 : IsScalarTower R S Q] (g : M →ₗ[R] Q), ∃! g', ↑R g' ∘ₗ f = g
g : N →ₗ[S] ULift.{v₂, max v₁ v₃} (S ⊗[R] M)
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
f'' : S ⊗[R] M →ₗ[S] N := { toAddHom := f'.toAddHom, map_smul' := ⋯ }
hg : ∀ (x : M), g (f x) = ↑ULift.moduleEquiv.symm (((mk R S M) 1) x)
x : M
⊢ (↑ULift.moduleEquiv.symm (((mk R S M) 1) x)).down = ((AlgebraTensorModule.curry LinearMap.id) 1) x

Proof state:
case refine_2
R : Type u_1
M : Type v₁
N : Type v₂
S : Type v₃
inst✝⁸ : AddCommMonoid M
inst✝⁷ : AddCommMonoid N
inst✝⁶ : CommSemiring R
inst✝⁵ : CommSemiring S
inst✝⁴ : Algebra R S
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : Module S N
inst✝ : IsScalarTower R S N
f : M →ₗ[R] N
h :
  ∀ (Q : Type (max v₁ v₂ v₃)) [inst : AddCommMonoid Q] [inst_1 : Module R Q] [inst_2 : Module S Q]
    [inst_3 : IsScalarTower R S Q] (g : M →ₗ[R] Q), ∃! g', ↑R g' ∘ₗ f = g
g : N →ₗ[S] ULift.{v₂, max v₁ v₃} (S ⊗[R] M)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
s : S
x✝ x y : S ⊗[R] M
hx : f'.toFun (s • x) = (RingHom.id S) s • f'.toFun x
hy : f'.toFun (s • y) = (RingHom.id S) s • f'.toFun y
⊢ f'.toFun (s • (x + y)) = (RingHom.id S) s • f'.toFun (x + y)

Tactic:
dsimp at *

Result:
case refine_2
R : Type u_1
M : Type v₁
N : Type v₂
S : Type v₃
inst✝⁸ : AddCommMonoid M
inst✝⁷ : AddCommMonoid N
inst✝⁶ : CommSemiring R
inst✝⁵ : CommSemiring S
inst✝⁴ : Algebra R S
inst✝³ : Module R M
inst✝² : Module R N
inst✝¹ : Module S N
inst✝ : IsScalarTower R S N
f : M →ₗ[R] N
h :
  ∀ (Q : Type (max v₁ v₂ v₃)) [inst : AddCommMonoid Q] [inst_1 : Module R Q] [inst_2 : Module S Q]
    [inst_3 : IsScalarTower R S Q] (g : M →ₗ[R] Q), ∃! g', ↑R g' ∘ₗ f = g
g : N →ₗ[S] ULift.{v₂, max v₁ v₃} (S ⊗[R] M)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
s : S
x✝ x y : S ⊗[R] M
hx : f' (s • x) = s • f' x
hy : f' (s • y) = s • f' y
⊢ f' (s • (x + y)) = s • f' (x + y)