-- Mathlib/Algebra/Homology/HomologySequence.lean
/-- If `X₁ ⟶ X₂ ⟶ X₃ ⟶ 0` is an exact sequence of homological complexes, then
`X₁.opcycles i ⟶ X₂.opcycles i ⟶ X₃.opcycles i ⟶ 0` is exact. This lemma states
the exactness at `X₂.opcycles i`, while the fact that `X₂.opcycles i ⟶ X₃.opcycles i`
is an epi is an instance. -/
lemma opcycles_right_exact (S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)) (hS : S.Exact) [Epi S.g]
    (i : ι) [S.X₁.HasHomology i] [S.X₂.HasHomology i] [S.X₃.HasHomology i] :
    (ShortComplex.mk (opcyclesMap S.f i) (opcyclesMap S.g i)
      (by rw [← opcyclesMap_comp, S.zero, opcyclesMap_zero])).Exact

Proof state:
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
⊢ (ShortComplex.mk (opcyclesMap S.f i) (opcyclesMap S.g i) ⋯).Exact

Tactic:
have : Epi (ShortComplex.map S (eval C c i)).g := by dsimp; infer_instance

Result:
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
⊢ (ShortComplex.mk (opcyclesMap S.f i) (opcyclesMap S.g i) ⋯).Exact

Proof state:
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
hj : IsColimit (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯)
⊢ (ShortComplex.mk (opcyclesMap S.f i) (opcyclesMap S.g i) ⋯).Exact

Tactic:
apply ShortComplex.exact_of_g_is_cokernel

Result:
case hS
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
hj : IsColimit (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯)
⊢ IsColimit (CokernelCofork.ofπ (ShortComplex.mk (opcyclesMap S.f i) (opcyclesMap S.g i) ⋯).g ⋯)

Proof state:
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
hj : IsColimit (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯)
A : C
k : S.X₂.opcycles i ⟶ A
hk : opcyclesMap S.f i ≫ k = 0
H : { l // S.g.f i ≫ l = S.X₂.pOpcycles i ≫ k }
⊢ { l // opcyclesMap S.g i ≫ l = k }

Tactic:
refine ⟨S.X₃.descOpcycles H.1 _ rfl ?_, ?_⟩

Result:
case refine_1
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
hj : IsColimit (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯)
A : C
k : S.X₂.opcycles i ⟶ A
hk : opcyclesMap S.f i ≫ k = 0
H : { l // S.g.f i ≫ l = S.X₂.pOpcycles i ≫ k }
⊢ S.X₃.d (c.prev i) i ≫ ↑H = 0

case refine_2
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
hj : IsColimit (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯)
A : C
k : S.X₂.opcycles i ⟶ A
hk : opcyclesMap S.f i ≫ k = 0
H : { l // S.g.f i ≫ l = S.X₂.pOpcycles i ≫ k }
⊢ opcyclesMap S.g i ≫ S.X₃.descOpcycles (↑H) (c.prev i) ⋯ ?refine_1 = k

Proof state:
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
⊢ (ShortComplex.mk (opcyclesMap S.f i) (opcyclesMap S.g i) ⋯).Exact

Tactic:
have hj := (hS.map (HomologicalComplex.eval C c i)).gIsCokernel

Result:
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
hj : IsColimit (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯)
⊢ (ShortComplex.mk (opcyclesMap S.f i) (opcyclesMap S.g i) ⋯).Exact

Proof state:
case refine_1
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
hj : IsColimit (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯)
A : C
k : S.X₂.opcycles i ⟶ A
hk : opcyclesMap S.f i ≫ k = 0
H : { l // S.g.f i ≫ l = S.X₂.pOpcycles i ≫ k }
⊢ S.X₃.d (c.prev i) i ≫ ↑H = 0

Tactic:
rw [← cancel_epi (S.g.f (c.prev i)), comp_zero, Hom.comm_assoc, H.2,
  d_pOpcycles_assoc, zero_comp]

Result:
no goals

Proof state:
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
hj : IsColimit (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯)
A : C
k : S.X₂.opcycles i ⟶ A
hk : opcyclesMap S.f i ≫ k = 0
H : { l // Cofork.π (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯) ≫ l = S.X₂.pOpcycles i ≫ k }
⊢ { l // opcyclesMap S.g i ≫ l = k }

Tactic:
dsimp at H

Result:
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
hj : IsColimit (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯)
A : C
k : S.X₂.opcycles i ⟶ A
hk : opcyclesMap S.f i ≫ k = 0
H : { l // S.g.f i ≫ l = S.X₂.pOpcycles i ≫ k }
⊢ { l // opcyclesMap S.g i ≫ l = k }

Proof state:
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
hj : IsColimit (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯)
A : C
k : S.X₂.opcycles i ⟶ A
hk : opcyclesMap S.f i ≫ k = 0
⊢ { l // opcyclesMap S.g i ≫ l = k }

Tactic:
have H := CokernelCofork.IsColimit.desc' hj (S.X₂.pOpcycles i ≫ k) (by
  dsimp
  rw [← p_opcyclesMap_assoc, hk, comp_zero])

Result:
C : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝⁵ : Category.{u_3, u_1} C
inst✝⁴ : Abelian C
c : ComplexShape ι
S : ShortComplex (HomologicalComplex C c)
hS : S.Exact
inst✝³ : Epi S.g
i : ι
inst✝² : S.X₁.HasHomology i
inst✝¹ : S.X₂.HasHomology i
inst✝ : S.X₃.HasHomology i
this : Epi (S.map (eval C c i)).g
hj : IsColimit (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯)
A : C
k : S.X₂.opcycles i ⟶ A
hk : opcyclesMap S.f i ≫ k = 0
H : { l // Cofork.π (CokernelCofork.ofπ (S.map (eval C c i)).g ⋯) ≫ l = S.X₂.pOpcycles i ≫ k }
⊢ { l // opcyclesMap S.g i ≫ l = k }