-- Mathlib/CategoryTheory/Limits/Constructions/Pullbacks.lean
theorem hasLimit_cospan_of_hasLimit_pair_of_hasLimit_parallelPair {C : Type u} [𝒞 : Category.{v} C]
    {X Y Z : C} (f : X ⟶ Z) (g : Y ⟶ Z) [HasLimit (pair X Y)]
    [HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))] : HasLimit (cospan f g) :=
  let π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
  let π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
  let e := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
  HasLimit.mk
    { cone :=
        PullbackCone.mk (e ≫ π₁) (e ≫ π₂) <| by
          rw [Category.assoc, equalizer.condition]
          simp [e]
      isLimit :=
        PullbackCone.IsLimit.mk _ (fun s => equalizer.lift
          (prod.lift (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right)) <| by
            rw [← Category.assoc, limit.lift_π, ← Category.assoc, limit.lift_π]
            exact PullbackCone.condition _)
          (by simp [π₁, e]) (by simp [π₂, e]) fun s m h₁ h₂ => by
          ext
          · dsimp; simpa using h₁
          · simpa using h₂ }

Proof state:
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
s : PullbackCone f g
m : s.pt ⟶ equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
h₁ : m ≫ e ≫ π₁ = s.fst
h₂ : m ≫ e ≫ π₂ = s.snd
⊢ m = (fun s => equalizer.lift (prod.lift (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right)) ⋯) s

Tactic:
ext

Result:
case h.h₁
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
s : PullbackCone f g
m : s.pt ⟶ equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
h₁ : m ≫ e ≫ π₁ = s.fst
h₂ : m ≫ e ≫ π₂ = s.snd
⊢ (m ≫ equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)) ≫ prod.fst =
    ((fun s => equalizer.lift (prod.lift (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right)) ⋯) s ≫
        equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)) ≫
      prod.fst

case h.h₂
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
s : PullbackCone f g
m : s.pt ⟶ equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
h₁ : m ≫ e ≫ π₁ = s.fst
h₂ : m ≫ e ≫ π₂ = s.snd
⊢ (m ≫ equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)) ≫ prod.snd =
    ((fun s => equalizer.lift (prod.lift (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right)) ⋯) s ≫
        equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)) ≫
      prod.snd

Proof state:
case h.h₁
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
s : PullbackCone f g
m : s.pt ⟶ equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
h₁ : m ≫ e ≫ π₁ = s.fst
h₂ : m ≫ e ≫ π₂ = s.snd
⊢ (m ≫ equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)) ≫ prod.fst =
    (equalizer.lift (prod.lift s.fst s.snd) ⋯ ≫ equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)) ≫ prod.fst

Tactic:
simpa using h₁

Result:
no goals

Proof state:
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
⊢ (e ≫ π₁) ≫ f = (e ≫ π₂) ≫ g

Tactic:
rw [Category.assoc, equalizer.condition]

Result:
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
⊢ equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ≫ π₂ ≫ g = (e ≫ π₂) ≫ g

Proof state:
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
⊢ ∀ (s : PullbackCone f g),
    (fun s => equalizer.lift (prod.lift (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right)) ⋯) s ≫ e ≫ π₂ =
      s.snd

Tactic:
simp [π₂, e]

Result:
no goals

Proof state:
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
⊢ equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ≫ π₂ ≫ g = (e ≫ π₂) ≫ g

Tactic:
simp [e]

Result:
no goals

Proof state:
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
s : PullbackCone f g
⊢ (BinaryFan.mk (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right)).π.app { as := WalkingPair.left } ≫ f =
    (BinaryFan.mk (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right)).π.app { as := WalkingPair.right } ≫ g

Tactic:
exact PullbackCone.condition _

Result:
no goals

Proof state:
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
s : PullbackCone f g
⊢ prod.lift (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right) ≫ π₁ ≫ f =
    prod.lift (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right) ≫ π₂ ≫ g

Tactic:
rw [← Category.assoc, limit.lift_π, ← Category.assoc, limit.lift_π]

Result:
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
s : PullbackCone f g
⊢ (BinaryFan.mk (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right)).π.app { as := WalkingPair.left } ≫ f =
    (BinaryFan.mk (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right)).π.app { as := WalkingPair.right } ≫ g

Proof state:
case h.h₂
C : Type u
𝒞 : Category.{v, u} C
X Y Z : C
f : X ⟶ Z
g : Y ⟶ Z
inst✝¹ : HasLimit (pair X Y)
inst✝ : HasLimit (parallelPair (prod.fst ≫ f) (prod.snd ≫ g))
π₁ : X ⨯ Y ⟶ X := prod.fst
π₂ : X ⨯ Y ⟶ Y := prod.snd
e : equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g) ⟶ X ⨯ Y := equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
s : PullbackCone f g
m : s.pt ⟶ equalizer (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)
h₁ : m ≫ e ≫ π₁ = s.fst
h₂ : m ≫ e ≫ π₂ = s.snd
⊢ (m ≫ equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)) ≫ prod.snd =
    ((fun s => equalizer.lift (prod.lift (s.π.app WalkingCospan.left) (s.π.app WalkingCospan.right)) ⋯) s ≫
        equalizer.ι (π₁ ≫ f) (π₂ ≫ g)) ≫
      prod.snd

Tactic:
simpa using h₂

Result:
no goals