-- 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.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
⊢ ((AlgebraTensorModule.curry ((↑ULift.moduleEquiv ∘ₗ g) ∘ₗ f'')) 1) x = ((AlgebraTensorModule.curry LinearMap.id) 1) x

Tactic:
change (g <| (1 : S) • f x).down = _

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
⊢ (g (1 • f x)).down = ((AlgebraTensorModule.curry LinearMap.id) 1) x

Proof state:
case intro.intro.refine_1
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)
⊢ ↑R (↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ f'' ∘ₗ ↑ULift.moduleEquiv ∘ₗ g) ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ f

Tactic:
ext x

Result:
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
⊢ ((↑R (↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ f'' ∘ₗ ↑ULift.moduleEquiv ∘ₗ g) ∘ₗ f) x).down =
    ((↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ f) x).down

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)
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)
⊢ Function.Bijective ⇑f'

Tactic:
let fe : S ⊗[R] M ≃ₗ[S] N :=
  LinearEquiv.ofLinear f'' (ULift.moduleEquiv.toLinearMap.comp g) ?_ ?_

Result:
case intro.intro.refine_3
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)
fe : S ⊗[R] M ≃ₗ[S] N := LinearEquiv.ofLinear f'' (↑ULift.moduleEquiv ∘ₗ g) ?intro.intro.refine_1 ?intro.intro.refine_2
⊢ Function.Bijective ⇑f'

case intro.intro.refine_1
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)
⊢ f'' ∘ₗ ↑ULift.moduleEquiv ∘ₗ g = LinearMap.id

case intro.intro.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)
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)
⊢ (↑ULift.moduleEquiv ∘ₗ g) ∘ₗ f'' = LinearMap.id