-- 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:
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)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
⊢ S ⊗[R] M →ₗ[S] N

Tactic:
refine
  { f' with
    map_smul' := fun s x =>
      TensorProduct.induction_on x ?_ (fun s' y => smul_assoc s s' _) fun x y hx hy => ?_ }

Result:
case 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)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
s : S
x : S ⊗[R] M
⊢ f'.toFun (s • 0) = (RingHom.id S) s • f'.toFun 0

case 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)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
s : S
x✝ x y : S ⊗[R] M
hx : f'.toFun (s • x) = (RingHom.id S) s • f'.toFun x
hy : f'.toFun (s • y) = (RingHom.id S) s • f'.toFun y
⊢ f'.toFun (s • (x + y)) = (RingHom.id S) s • f'.toFun (x + y)

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)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
⊢ IsBaseChange S f

Tactic:
change Function.Bijective f'

Result:
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)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
⊢ Function.Bijective ⇑f'

Proof state:
case 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)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
s : S
x : S ⊗[R] M
⊢ f' (s • 0) = s • f' 0

Tactic:
rw [map_zero, smul_zero, map_zero, smul_zero]

Result:
no goals

Proof state:
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
⊢ IsBaseChange S f

Tactic:
obtain ⟨g, hg, -⟩ :=
  h (ULift.{v₂} <| S ⊗[R] M)
    (ULift.moduleEquiv.symm.toLinearMap.comp <| TensorProduct.mk R S M 1)

Result:
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)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
⊢ IsBaseChange S f

Proof state:
case 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)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
s : S
x : S ⊗[R] M
⊢ f'.toFun (s • 0) = (RingHom.id S) s • f'.toFun 0

Tactic:
dsimp

Result:
case 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)
hg : ↑R g ∘ₗ f = ↑ULift.moduleEquiv.symm ∘ₗ (mk R S M) 1
f' : S ⊗[R] M →ₗ[R] N := TensorProduct.lift (↑R ((Algebra.ofId S (Module.End S (M →ₗ[R] N))).toLinearMap.flip f))
s : S
x : S ⊗[R] M
⊢ f' (s • 0) = s • f' 0