-- Mathlib/CategoryTheory/Preadditive/Injective/Basic.lean
theorem map_injective (adj : F ⊣ G) [F.PreservesMonomorphisms] (I : D) (hI : Injective I) :
    Injective (G.obj I) :=
  ⟨fun {X} {Y} f g => by
    intro
    rcases hI.factors (F.map f ≫ adj.counit.app _) (F.map g) with ⟨w,h⟩
    use adj.unit.app Y ≫ G.map w
    rw [← unit_naturality_assoc, ← G.map_comp, h]
    simp⟩

Proof state:
case intro
C : Type u₁
inst✝³ : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u_1
inst✝² : Category.{u_2, u_1} D
F : C ⥤ D
G : D ⥤ C
adj : F ⊣ G
inst✝¹ : F.PreservesMonomorphisms
I : D
hI : Injective I
X Y : C
f : X ⟶ G.obj I
g : X ⟶ Y
inst✝ : Mono g
w : F.obj Y ⟶ I
h : F.map g ≫ w = F.map f ≫ adj.counit.app I
⊢ ∃ h, g ≫ h = f

Tactic:
use adj.unit.app Y ≫ G.map w

Result:
case h
C : Type u₁
inst✝³ : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u_1
inst✝² : Category.{u_2, u_1} D
F : C ⥤ D
G : D ⥤ C
adj : F ⊣ G
inst✝¹ : F.PreservesMonomorphisms
I : D
hI : Injective I
X Y : C
f : X ⟶ G.obj I
g : X ⟶ Y
inst✝ : Mono g
w : F.obj Y ⟶ I
h : F.map g ≫ w = F.map f ≫ adj.counit.app I
⊢ g ≫ adj.unit.app Y ≫ G.map w = f

Proof state:
C : Type u₁
inst✝² : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u_1
inst✝¹ : Category.{u_2, u_1} D
F : C ⥤ D
G : D ⥤ C
adj : F ⊣ G
inst✝ : F.PreservesMonomorphisms
I : D
hI : Injective I
X Y : C
f : X ⟶ G.obj I
g : X ⟶ Y
⊢ ∀ [inst : Mono g], ∃ h, g ≫ h = f

Tactic:
intro

Result:
C : Type u₁
inst✝³ : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u_1
inst✝² : Category.{u_2, u_1} D
F : C ⥤ D
G : D ⥤ C
adj : F ⊣ G
inst✝¹ : F.PreservesMonomorphisms
I : D
hI : Injective I
X Y : C
f : X ⟶ G.obj I
g : X ⟶ Y
inst✝ : Mono g
⊢ ∃ h, g ≫ h = f

Proof state:
case h
C : Type u₁
inst✝³ : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u_1
inst✝² : Category.{u_2, u_1} D
F : C ⥤ D
G : D ⥤ C
adj : F ⊣ G
inst✝¹ : F.PreservesMonomorphisms
I : D
hI : Injective I
X Y : C
f : X ⟶ G.obj I
g : X ⟶ Y
inst✝ : Mono g
w : F.obj Y ⟶ I
h : F.map g ≫ w = F.map f ≫ adj.counit.app I
⊢ adj.unit.app X ≫ G.map (F.map f ≫ adj.counit.app I) = f

Tactic:
simp

Result:
no goals

Proof state:
C : Type u₁
inst✝³ : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u_1
inst✝² : Category.{u_2, u_1} D
F : C ⥤ D
G : D ⥤ C
adj : F ⊣ G
inst✝¹ : F.PreservesMonomorphisms
I : D
hI : Injective I
X Y : C
f : X ⟶ G.obj I
g : X ⟶ Y
inst✝ : Mono g
⊢ ∃ h, g ≫ h = f

Tactic:
rcases hI.factors (F.map f ≫ adj.counit.app _) (F.map g) with ⟨w,h⟩

Result:
case intro
C : Type u₁
inst✝³ : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u_1
inst✝² : Category.{u_2, u_1} D
F : C ⥤ D
G : D ⥤ C
adj : F ⊣ G
inst✝¹ : F.PreservesMonomorphisms
I : D
hI : Injective I
X Y : C
f : X ⟶ G.obj I
g : X ⟶ Y
inst✝ : Mono g
w : F.obj Y ⟶ I
h : F.map g ≫ w = F.map f ≫ adj.counit.app I
⊢ ∃ h, g ≫ h = f

Proof state:
case h
C : Type u₁
inst✝³ : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u_1
inst✝² : Category.{u_2, u_1} D
F : C ⥤ D
G : D ⥤ C
adj : F ⊣ G
inst✝¹ : F.PreservesMonomorphisms
I : D
hI : Injective I
X Y : C
f : X ⟶ G.obj I
g : X ⟶ Y
inst✝ : Mono g
w : F.obj Y ⟶ I
h : F.map g ≫ w = F.map f ≫ adj.counit.app I
⊢ g ≫ adj.unit.app Y ≫ G.map w = f

Tactic:
rw [← unit_naturality_assoc, ← G.map_comp, h]

Result:
case h
C : Type u₁
inst✝³ : Category.{v₁, u₁} C
D : Type u_1
inst✝² : Category.{u_2, u_1} D
F : C ⥤ D
G : D ⥤ C
adj : F ⊣ G
inst✝¹ : F.PreservesMonomorphisms
I : D
hI : Injective I
X Y : C
f : X ⟶ G.obj I
g : X ⟶ Y
inst✝ : Mono g
w : F.obj Y ⟶ I
h : F.map g ≫ w = F.map f ≫ adj.counit.app I
⊢ adj.unit.app X ≫ G.map (F.map f ≫ adj.counit.app I) = f