-- 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)
⊢ IsVanKampenColimit c

Tactic:
rw [BinaryCofan.isVanKampen_iff]

Result:
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),
    αX ≫ c.inl = c'.inl ≫ f →
      αY ≫ c.inr = c'.inr ≫ f → (Nonempty (IsColimit c') ↔ IsPullback c'.inl αX f c.inl ∧ IsPullback c'.inr αY f c.inr)

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
h : IsColimit c'
e : c'.pt ≅ (cofans X' Y').pt := h.coconePointUniqueUpToIso (colimits X' Y')
hl : IsPullback (cofans X' Y').inl αX (e.inv ≫ f) c.inl
hr : IsPullback (cofans X' Y').inr αY (e.inv ≫ f) c.inr
this : IsIso (𝟙 Y')
⊢ c'.inr ≫ e.hom = 𝟙 Y' ≫ (cofans X' Y').inr

Tactic:
dsimp [e]

Result:
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
h : IsColimit c'
e : c'.pt ≅ (cofans X' Y').pt := h.coconePointUniqueUpToIso (colimits X' Y')
hl : IsPullback (cofans X' Y').inl αX (e.inv ≫ f) c.inl
hr : IsPullback (cofans X' Y').inr αY (e.inv ≫ f) c.inr
this : IsIso (𝟙 Y')
⊢ c'.inr ≫ (h.coconePointUniqueUpToIso (colimits X' Y')).hom = 𝟙 Y' ≫ (cofans X' Y').inr

Proof state:
case mp.intro.intro.right
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
h : IsColimit c'
e : c'.pt ≅ (cofans X' Y').pt := h.coconePointUniqueUpToIso (colimits X' Y')
hl : IsPullback (cofans X' Y').inl αX (e.inv ≫ f) c.inl
hr : IsPullback (cofans X' Y').inr αY (e.inv ≫ f) c.inr
⊢ IsPullback c'.inr (𝟙 Y' ≫ αY) (e.hom ≫ e.inv ≫ f) c.inr

Tactic:
haveI : IsIso (𝟙 Y') := inferInstance

Result:
case mp.intro.intro.right
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
h : IsColimit c'
e : c'.pt ≅ (cofans X' Y').pt := h.coconePointUniqueUpToIso (colimits X' Y')
hl : IsPullback (cofans X' Y').inl αX (e.inv ≫ f) c.inl
hr : IsPullback (cofans X' Y').inr αY (e.inv ≫ f) c.inr
this : IsIso (𝟙 Y')
⊢ IsPullback c'.inr (𝟙 Y' ≫ αY) (e.hom ≫ e.inv ≫ f) c.inr

Proof state:
case mp.intro.intro.left
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
h : IsColimit c'
e : c'.pt ≅ (cofans X' Y').pt := h.coconePointUniqueUpToIso (colimits X' Y')
hl : IsPullback (cofans X' Y').inl αX (e.inv ≫ f) c.inl
hr : IsPullback (cofans X' Y').inr αY (e.inv ≫ f) c.inr
this✝ : IsIso (𝟙 X')
this : c'.inl ≫ e.hom = 𝟙 X' ≫ (cofans X' Y').inl
⊢ IsPullback c'.inl (𝟙 X' ≫ αX) (e.hom ≫ e.inv ≫ f) c.inl

Tactic:
exact (IsPullback.of_vert_isIso ⟨this⟩).paste_vert hl

Result:
no goals