-- Mathlib/RingTheory/Localization/BaseChange.lean
theorem IsLocalizedModule.isBaseChange [IsLocalizedModule S f] : IsBaseChange A f :=
  .of_lift_unique _ fun Q _ _ _ _ g ↦ by
    obtain ⟨ℓ, rfl, h₂⟩ := IsLocalizedModule.is_universal S f g fun s ↦ by
      rw [← (Algebra.lsmul R (A := A) R Q).commutes]; exact (IsLocalization.map_units A s).map _
    refine ⟨ℓ.extendScalarsOfIsLocalization S A, by simp, fun g'' h ↦ ?_⟩
    cases h₂ (LinearMap.restrictScalars R g'') h; rfl

Proof state:
case intro.intro.refl
R : Type u_1
inst✝¹⁰ : CommSemiring R
S : Submonoid R
A : Type u_2
inst✝⁹ : CommSemiring A
inst✝⁸ : Algebra R A
inst✝⁷ : IsLocalization S A
M : Type u_3
inst✝⁶ : AddCommMonoid M
inst✝⁵ : Module R M
M' : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommMonoid M'
inst✝³ : Module R M'
inst✝² : Module A M'
inst✝¹ : IsScalarTower R A M'
f : M →ₗ[R] M'
inst✝ : IsLocalizedModule S f
Q : Type (max u_3 u_4 u_2)
x✝³ : AddCommMonoid Q
x✝² : Module R Q
x✝¹ : Module A Q
x✝ : IsScalarTower R A Q
g'' : M' →ₗ[A] Q
h₂ : ∀ (y : M' →ₗ[R] Q), (fun l => l ∘ₗ f = ↑R g'' ∘ₗ f) y → y = ↑R g''
h : ↑R g'' ∘ₗ f = ↑R g'' ∘ₗ f
⊢ g'' = LinearMap.extendScalarsOfIsLocalization S A (↑R g'')

Tactic:
rfl

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
inst✝¹⁰ : CommSemiring R
S : Submonoid R
A : Type u_2
inst✝⁹ : CommSemiring A
inst✝⁸ : Algebra R A
inst✝⁷ : IsLocalization S A
M : Type u_3
inst✝⁶ : AddCommMonoid M
inst✝⁵ : Module R M
M' : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommMonoid M'
inst✝³ : Module R M'
inst✝² : Module A M'
inst✝¹ : IsScalarTower R A M'
f : M →ₗ[R] M'
inst✝ : IsLocalizedModule S f
Q : Type (max u_3 u_4 u_2)
x✝³ : AddCommMonoid Q
x✝² : Module R Q
x✝¹ : Module A Q
x✝ : IsScalarTower R A Q
ℓ : M' →ₗ[R] Q
h₂ : ∀ (y : M' →ₗ[R] Q), (fun l => l ∘ₗ f = ℓ ∘ₗ f) y → y = ℓ
⊢ (fun g' => ↑R g' ∘ₗ f = ℓ ∘ₗ f) (LinearMap.extendScalarsOfIsLocalization S A ℓ)

Tactic:
simp

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro
R : Type u_1
inst✝¹⁰ : CommSemiring R
S : Submonoid R
A : Type u_2
inst✝⁹ : CommSemiring A
inst✝⁸ : Algebra R A
inst✝⁷ : IsLocalization S A
M : Type u_3
inst✝⁶ : AddCommMonoid M
inst✝⁵ : Module R M
M' : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommMonoid M'
inst✝³ : Module R M'
inst✝² : Module A M'
inst✝¹ : IsScalarTower R A M'
f : M →ₗ[R] M'
inst✝ : IsLocalizedModule S f
Q : Type (max u_3 u_4 u_2)
x✝³ : AddCommMonoid Q
x✝² : Module R Q
x✝¹ : Module A Q
x✝ : IsScalarTower R A Q
ℓ : M' →ₗ[R] Q
h₂ : ∀ (y : M' →ₗ[R] Q), (fun l => l ∘ₗ f = ℓ ∘ₗ f) y → y = ℓ
⊢ ∃! g', ↑R g' ∘ₗ f = ℓ ∘ₗ f

Tactic:
refine ⟨ℓ.extendScalarsOfIsLocalization S A, by simp, fun g'' h ↦ ?_⟩

Result:
case intro.intro
R : Type u_1
inst✝¹⁰ : CommSemiring R
S : Submonoid R
A : Type u_2
inst✝⁹ : CommSemiring A
inst✝⁸ : Algebra R A
inst✝⁷ : IsLocalization S A
M : Type u_3
inst✝⁶ : AddCommMonoid M
inst✝⁵ : Module R M
M' : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommMonoid M'
inst✝³ : Module R M'
inst✝² : Module A M'
inst✝¹ : IsScalarTower R A M'
f : M →ₗ[R] M'
inst✝ : IsLocalizedModule S f
Q : Type (max u_3 u_4 u_2)
x✝³ : AddCommMonoid Q
x✝² : Module R Q
x✝¹ : Module A Q
x✝ : IsScalarTower R A Q
ℓ : M' →ₗ[R] Q
h₂ : ∀ (y : M' →ₗ[R] Q), (fun l => l ∘ₗ f = ℓ ∘ₗ f) y → y = ℓ
g'' : M' →ₗ[A] Q
h : (fun g' => ↑R g' ∘ₗ f = ℓ ∘ₗ f) g''
⊢ g'' = LinearMap.extendScalarsOfIsLocalization S A ℓ

Proof state:
case intro.intro
R : Type u_1
inst✝¹⁰ : CommSemiring R
S : Submonoid R
A : Type u_2
inst✝⁹ : CommSemiring A
inst✝⁸ : Algebra R A
inst✝⁷ : IsLocalization S A
M : Type u_3
inst✝⁶ : AddCommMonoid M
inst✝⁵ : Module R M
M' : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommMonoid M'
inst✝³ : Module R M'
inst✝² : Module A M'
inst✝¹ : IsScalarTower R A M'
f : M →ₗ[R] M'
inst✝ : IsLocalizedModule S f
Q : Type (max u_3 u_4 u_2)
x✝³ : AddCommMonoid Q
x✝² : Module R Q
x✝¹ : Module A Q
x✝ : IsScalarTower R A Q
ℓ : M' →ₗ[R] Q
h₂ : ∀ (y : M' →ₗ[R] Q), (fun l => l ∘ₗ f = ℓ ∘ₗ f) y → y = ℓ
g'' : M' →ₗ[A] Q
h : (fun g' => ↑R g' ∘ₗ f = ℓ ∘ₗ f) g''
⊢ g'' = LinearMap.extendScalarsOfIsLocalization S A ℓ

Tactic:
cases h₂ (LinearMap.restrictScalars R g'') h

Result:
case intro.intro.refl
R : Type u_1
inst✝¹⁰ : CommSemiring R
S : Submonoid R
A : Type u_2
inst✝⁹ : CommSemiring A
inst✝⁸ : Algebra R A
inst✝⁷ : IsLocalization S A
M : Type u_3
inst✝⁶ : AddCommMonoid M
inst✝⁵ : Module R M
M' : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommMonoid M'
inst✝³ : Module R M'
inst✝² : Module A M'
inst✝¹ : IsScalarTower R A M'
f : M →ₗ[R] M'
inst✝ : IsLocalizedModule S f
Q : Type (max u_3 u_4 u_2)
x✝³ : AddCommMonoid Q
x✝² : Module R Q
x✝¹ : Module A Q
x✝ : IsScalarTower R A Q
g'' : M' →ₗ[A] Q
h₂ : ∀ (y : M' →ₗ[R] Q), (fun l => l ∘ₗ f = ↑R g'' ∘ₗ f) y → y = ↑R g''
h : ↑R g'' ∘ₗ f = ↑R g'' ∘ₗ f
⊢ g'' = LinearMap.extendScalarsOfIsLocalization S A (↑R g'')

Proof state:
R : Type u_1
inst✝¹⁰ : CommSemiring R
S : Submonoid R
A : Type u_2
inst✝⁹ : CommSemiring A
inst✝⁸ : Algebra R A
inst✝⁷ : IsLocalization S A
M : Type u_3
inst✝⁶ : AddCommMonoid M
inst✝⁵ : Module R M
M' : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommMonoid M'
inst✝³ : Module R M'
inst✝² : Module A M'
inst✝¹ : IsScalarTower R A M'
f : M →ₗ[R] M'
inst✝ : IsLocalizedModule S f
Q : Type (max u_3 u_4 u_2)
x✝³ : AddCommMonoid Q
x✝² : Module R Q
x✝¹ : Module A Q
x✝ : IsScalarTower R A Q
g : M →ₗ[R] Q
⊢ ∃! g', ↑R g' ∘ₗ f = g

Tactic:
obtain ⟨ℓ, rfl, h₂⟩ := IsLocalizedModule.is_universal S f g fun s ↦ by
  rw [← (Algebra.lsmul R (A := A) R Q).commutes]; exact (IsLocalization.map_units A s).map _

Result:
case intro.intro
R : Type u_1
inst✝¹⁰ : CommSemiring R
S : Submonoid R
A : Type u_2
inst✝⁹ : CommSemiring A
inst✝⁸ : Algebra R A
inst✝⁷ : IsLocalization S A
M : Type u_3
inst✝⁶ : AddCommMonoid M
inst✝⁵ : Module R M
M' : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommMonoid M'
inst✝³ : Module R M'
inst✝² : Module A M'
inst✝¹ : IsScalarTower R A M'
f : M →ₗ[R] M'
inst✝ : IsLocalizedModule S f
Q : Type (max u_3 u_4 u_2)
x✝³ : AddCommMonoid Q
x✝² : Module R Q
x✝¹ : Module A Q
x✝ : IsScalarTower R A Q
ℓ : M' →ₗ[R] Q
h₂ : ∀ (y : M' →ₗ[R] Q), (fun l => l ∘ₗ f = ℓ ∘ₗ f) y → y = ℓ
⊢ ∃! g', ↑R g' ∘ₗ f = ℓ ∘ₗ f

Proof state:
R : Type u_1
inst✝¹⁰ : CommSemiring R
S : Submonoid R
A : Type u_2
inst✝⁹ : CommSemiring A
inst✝⁸ : Algebra R A
inst✝⁷ : IsLocalization S A
M : Type u_3
inst✝⁶ : AddCommMonoid M
inst✝⁵ : Module R M
M' : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommMonoid M'
inst✝³ : Module R M'
inst✝² : Module A M'
inst✝¹ : IsScalarTower R A M'
f : M →ₗ[R] M'
inst✝ : IsLocalizedModule S f
Q : Type (max u_3 u_4 u_2)
x✝³ : AddCommMonoid Q
x✝² : Module R Q
x✝¹ : Module A Q
x✝ : IsScalarTower R A Q
g : M →ₗ[R] Q
s : ↥S
⊢ IsUnit ((Algebra.lsmul R R Q) ((algebraMap R A) ↑s))

Tactic:
exact (IsLocalization.map_units A s).map _

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
inst✝¹⁰ : CommSemiring R
S : Submonoid R
A : Type u_2
inst✝⁹ : CommSemiring A
inst✝⁸ : Algebra R A
inst✝⁷ : IsLocalization S A
M : Type u_3
inst✝⁶ : AddCommMonoid M
inst✝⁵ : Module R M
M' : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommMonoid M'
inst✝³ : Module R M'
inst✝² : Module A M'
inst✝¹ : IsScalarTower R A M'
f : M →ₗ[R] M'
inst✝ : IsLocalizedModule S f
Q : Type (max u_3 u_4 u_2)
x✝³ : AddCommMonoid Q
x✝² : Module R Q
x✝¹ : Module A Q
x✝ : IsScalarTower R A Q
g : M →ₗ[R] Q
s : ↥S
⊢ IsUnit ((algebraMap R (Module.End R Q)) ↑s)

Tactic:
rw [← (Algebra.lsmul R (A := A) R Q).commutes]

Result:
R : Type u_1
inst✝¹⁰ : CommSemiring R
S : Submonoid R
A : Type u_2
inst✝⁹ : CommSemiring A
inst✝⁸ : Algebra R A
inst✝⁷ : IsLocalization S A
M : Type u_3
inst✝⁶ : AddCommMonoid M
inst✝⁵ : Module R M
M' : Type u_4
inst✝⁴ : AddCommMonoid M'
inst✝³ : Module R M'
inst✝² : Module A M'
inst✝¹ : IsScalarTower R A M'
f : M →ₗ[R] M'
inst✝ : IsLocalizedModule S f
Q : Type (max u_3 u_4 u_2)
x✝³ : AddCommMonoid Q
x✝² : Module R Q
x✝¹ : Module A Q
x✝ : IsScalarTower R A Q
g : M →ₗ[R] Q
s : ↥S
⊢ IsUnit ((Algebra.lsmul R R Q) ((algebraMap R A) ↑s))