-- Mathlib/CategoryTheory/Filtered/Final.lean
theorem Functor.initial_iff_of_isCofiltered [IsCofilteredOrEmpty C] :
    Initial F ↔ (∀ d, ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)) ∧ (∀ {d : D} {c : C} (s s' : F.obj c ⟶ d),
      ∃ (c' : C) (t : c' ⟶ c), F.map t ≫ s = F.map t ≫ s')

Proof state:
case intro.refine_1.intro.intro
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
d : D
c : Cᵒᵖ
t : op d ⟶ F.op.obj c
⊢ ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)

Tactic:
exact ⟨c.unop, ⟨t.unop⟩⟩

Result:
no goals

Proof state:
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
⊢ F.Initial ↔
    (∀ (d : D), ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)) ∧
      ∀ {d : D} {c : C} (s s' : F.obj c ⟶ d), ∃ c' t, F.map t ≫ s = F.map t ≫ s'

Tactic:
refine ⟨fun hF => ?_, fun h => initial_of_exists_of_isCofiltered F h.1 h.2⟩

Result:
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
⊢ (∀ (d : D), ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)) ∧ ∀ {d : D} {c : C} (s s' : F.obj c ⟶ d), ∃ c' t, F.map t ≫ s = F.map t ≫ s'

Proof state:
case intro.refine_1
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
d : D
⊢ ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)

Tactic:
obtain ⟨c, ⟨t⟩⟩ := h₁ (op d)

Result:
case intro.refine_1.intro.intro
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
d : D
c : Cᵒᵖ
t : op d ⟶ F.op.obj c
⊢ ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)

Proof state:
case intro.refine_1
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
⊢ ∀ (d : D), ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)

Tactic:
intro d

Result:
case intro.refine_1
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
d : D
⊢ ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)

Proof state:
case intro
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
⊢ (∀ (d : D), ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)) ∧ ∀ {d : D} {c : C} (s s' : F.obj c ⟶ d), ∃ c' t, F.map t ≫ s = F.map t ≫ s'

Tactic:
refine ⟨?_, ?_⟩

Result:
case intro.refine_1
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
⊢ ∀ (d : D), ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)

case intro.refine_2
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
⊢ ∀ {d : D} {c : C} (s s' : F.obj c ⟶ d), ∃ c' t, F.map t ≫ s = F.map t ≫ s'

Proof state:
case intro.refine_2.intro.intro
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
d : D
c : C
s s' : F.obj c ⟶ d
c' : Cᵒᵖ
t : op c ⟶ c'
ht : s.op ≫ F.op.map t = s'.op ≫ F.op.map t
⊢ ∃ c' t, F.map t ≫ s = F.map t ≫ s'

Tactic:
exact ⟨c'.unop, t.unop, Quiver.Hom.op_inj ht⟩

Result:
no goals

Proof state:
case intro.refine_2
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
d : D
c : C
s s' : F.obj c ⟶ d
⊢ ∃ c' t, F.map t ≫ s = F.map t ≫ s'

Tactic:
obtain ⟨c', t, ht⟩ := h₂ (Quiver.Hom.op s) (Quiver.Hom.op s')

Result:
case intro.refine_2.intro.intro
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
d : D
c : C
s s' : F.obj c ⟶ d
c' : Cᵒᵖ
t : op c ⟶ c'
ht : s.op ≫ F.op.map t = s'.op ≫ F.op.map t
⊢ ∃ c' t, F.map t ≫ s = F.map t ≫ s'

Proof state:
case intro.refine_2
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
⊢ ∀ {d : D} {c : C} (s s' : F.obj c ⟶ d), ∃ c' t, F.map t ≫ s = F.map t ≫ s'

Tactic:
intro d c s s'

Result:
case intro.refine_2
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
d : D
c : C
s s' : F.obj c ⟶ d
⊢ ∃ c' t, F.map t ≫ s = F.map t ≫ s'

Proof state:
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
⊢ (∀ (d : D), ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)) ∧ ∀ {d : D} {c : C} (s s' : F.obj c ⟶ d), ∃ c' t, F.map t ≫ s = F.map t ≫ s'

Tactic:
obtain ⟨h₁, h₂⟩ := F.op.final_iff_of_isFiltered.mp inferInstance

Result:
case intro
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u₂
inst✝¹ : Category.{v₂, u₂} D
F : C ⥤ D
inst✝ : IsCofilteredOrEmpty C
hF : F.Initial
h₁ : ∀ (d : Dᵒᵖ), ∃ c, Nonempty (d ⟶ F.op.obj c)
h₂ : ∀ {d : Dᵒᵖ} {c : Cᵒᵖ} (s s' : d ⟶ F.op.obj c), ∃ c' t, s ≫ F.op.map t = s' ≫ F.op.map t
⊢ (∀ (d : D), ∃ c, Nonempty (F.obj c ⟶ d)) ∧ ∀ {d : D} {c : C} (s s' : F.obj c ⟶ d), ∃ c' t, F.map t ≫ s = F.map t ≫ s'