-- Mathlib/CategoryTheory/Adjunction/Lifting/Right.lean
/-- If `L ⋙ F` has a right adjoint, the domain of `L` has coreflexive equalizers and `F` is a
comonadic functor, then `L` has a right adjoint.
This is a special case of `isLeftAdjoint_triangle_lift` which is often more useful in practice.
-/
lemma isLeftAdjoint_triangle_lift_comonadic (F : B ⥤ A) [ComonadicLeftAdjoint F] {L : C ⥤ B}
    [HasCoreflexiveEqualizers C] [(L ⋙ F).IsLeftAdjoint] : L.IsLeftAdjoint

Proof state:
A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
L' : C ⥤ (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)
this : (L' ⋙ (comonadicAdjunction F).toComonad.forget).IsLeftAdjoint :=
  Adjunction.isLeftAdjoint
    ((Adjunction.ofIsLeftAdjoint (L ⋙ F)).ofNatIsoLeft
      (isoWhiskerLeft L (Comonad.comparisonForget (comonadicAdjunction F)).symm))
X : (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra
⊢ RegularMono ((comonadicAdjunction F).toComonad.adj.unit.app X)

Tactic:
simp only [Comonad.adj_unit]

Result:
A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
L' : C ⥤ (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)
this : (L' ⋙ (comonadicAdjunction F).toComonad.forget).IsLeftAdjoint :=
  Adjunction.isLeftAdjoint
    ((Adjunction.ofIsLeftAdjoint (L ⋙ F)).ofNatIsoLeft
      (isoWhiskerLeft L (Comonad.comparisonForget (comonadicAdjunction F)).symm))
X : (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra
⊢ RegularMono { f := X.a, h := ⋯ }

Proof state:
A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
L' : C ⥤ (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)
⊢ L ⋙ F ≅ L' ⋙ (comonadicAdjunction F).toComonad.forget

Tactic:
exact isoWhiskerLeft L (Comonad.comparisonForget (comonadicAdjunction F)).symm

Result:
no goals

Proof state:
A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
L' : C ⥤ (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)
this : (L' ⋙ (comonadicAdjunction F).toComonad.forget).IsLeftAdjoint :=
  Adjunction.isLeftAdjoint
    ((Adjunction.ofIsLeftAdjoint (L ⋙ F)).ofNatIsoLeft
      (isoWhiskerLeft L (Comonad.comparisonForget (comonadicAdjunction F)).symm))
⊢ (X : (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra) → RegularMono ((comonadicAdjunction F).toComonad.adj.unit.app X)

Tactic:
intro X

Result:
A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
L' : C ⥤ (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)
this : (L' ⋙ (comonadicAdjunction F).toComonad.forget).IsLeftAdjoint :=
  Adjunction.isLeftAdjoint
    ((Adjunction.ofIsLeftAdjoint (L ⋙ F)).ofNatIsoLeft
      (isoWhiskerLeft L (Comonad.comparisonForget (comonadicAdjunction F)).symm))
X : (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra
⊢ RegularMono ((comonadicAdjunction F).toComonad.adj.unit.app X)

Proof state:
A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
L' : C ⥤ (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)
⊢ L.IsLeftAdjoint

Tactic:
rsuffices : L'.IsLeftAdjoint

Result:
A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
L' : C ⥤ (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)
this✝ : L'.IsLeftAdjoint
⊢ L.IsLeftAdjoint

A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
L' : C ⥤ (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)
⊢ L'.IsLeftAdjoint

Proof state:
A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
L' : C ⥤ (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)
this : (L' ⋙ (comonadicAdjunction F).toComonad.forget).IsLeftAdjoint :=
  Adjunction.isLeftAdjoint
    ((Adjunction.ofIsLeftAdjoint (L ⋙ F)).ofNatIsoLeft
      (isoWhiskerLeft L (Comonad.comparisonForget (comonadicAdjunction F)).symm))
X : (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra
⊢ RegularMono { f := X.a, h := ⋯ }

Tactic:
exact ⟨_, _, _, _, Comonad.beckCoalgebraEqualizer X⟩

Result:
no goals

Proof state:
A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
⊢ L.IsLeftAdjoint

Tactic:
let L' : _ ⥤ _ := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)

Result:
A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
L' : C ⥤ (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)
⊢ L.IsLeftAdjoint

Proof state:
A : Type u₁
B : Type u₂
C : Type u₃
inst✝⁵ : Category.{v₁, u₁} A
inst✝⁴ : Category.{v₂, u₂} B
inst✝³ : Category.{v₃, u₃} C
F : B ⥤ A
inst✝² : ComonadicLeftAdjoint F
L : C ⥤ B
inst✝¹ : HasCoreflexiveEqualizers C
inst✝ : (L ⋙ F).IsLeftAdjoint
L' : C ⥤ (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra := L ⋙ Comonad.comparison (comonadicAdjunction F)
this✝ : (L' ⋙ (comonadicAdjunction F).toComonad.forget).IsLeftAdjoint :=
  Adjunction.isLeftAdjoint
    ((Adjunction.ofIsLeftAdjoint (L ⋙ F)).ofNatIsoLeft
      (isoWhiskerLeft L (Comonad.comparisonForget (comonadicAdjunction F)).symm))
this : (X : (comonadicAdjunction F).toComonad.Coalgebra) →
  RegularMono ((comonadicAdjunction F).toComonad.adj.unit.app X) :=
  fun X =>
    ⋯.mpr
      { Z := (comonadicAdjunction F).toComonad.cofree.obj ((comonadicAdjunction F).toComonad.obj X.A),
        left := Comonad.CofreeEqualizer.topMap X, right := Comonad.CofreeEqualizer.bottomMap X, w := ⋯,
        isLimit := Comonad.beckCoalgebraEqualizer X }
⊢ L'.IsLeftAdjoint

Tactic:
exact isLeftAdjoint_triangle_lift L' (Comonad.adj _)

Result:
no goals