-- Mathlib/LinearAlgebra/LinearPMap.lean
theorem sup_aux (f g : E →ₗ.[R] F)
    (h : ∀ (x : f.domain) (y : g.domain), (x : E) = y → f x = g y) :
    ∃ fg : ↥(f.domain ⊔ g.domain) →ₗ[R] F,
      ∀ (x : f.domain) (y : g.domain) (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)),
        (x : E) + y = ↑z → fg z = f x + g y

Proof state:
case a
R : Type u_1
inst✝⁴ : Ring R
E : Type u_2
inst✝³ : AddCommGroup E
inst✝² : Module R E
F : Type u_3
inst✝¹ : AddCommGroup F
inst✝ : Module R F
f g : E →ₗ.[R] F
h : ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain), ↑x = ↑y → ↑f x = ↑g y
x : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hx : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z ∈ f.domain
y : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), y z ∈ g.domain
hxy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z + y z = ↑z
fg : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → F := fun z => ↑f ⟨x z, ⋯⟩ + ↑g ⟨y z, ⋯⟩
x' : ↥f.domain
y' : ↥g.domain
z' : ↥(f.domain ⊔ g.domain)
H : ↑x' + ↑y' = ↑z'
⊢ ↑(x' - ⟨x z', ⋯⟩) = ↑(⟨y z', ⋯⟩ - y')

Tactic:
simp only [← eq_sub_iff_add_eq] at hxy

Result:
case a
R : Type u_1
inst✝⁴ : Ring R
E : Type u_2
inst✝³ : AddCommGroup E
inst✝² : Module R E
F : Type u_3
inst✝¹ : AddCommGroup F
inst✝ : Module R F
f g : E →ₗ.[R] F
h : ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain), ↑x = ↑y → ↑f x = ↑g y
x : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hx : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z ∈ f.domain
y : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), y z ∈ g.domain
fg : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → F := fun z => ↑f ⟨x z, ⋯⟩ + ↑g ⟨y z, ⋯⟩
x' : ↥f.domain
y' : ↥g.domain
z' : ↥(f.domain ⊔ g.domain)
H : ↑x' + ↑y' = ↑z'
hxy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z = ↑z - y z
⊢ ↑(x' - ⟨x z', ⋯⟩) = ↑(⟨y z', ⋯⟩ - y')

Proof state:
case w.refine_2
R : Type u_1
inst✝⁴ : Ring R
E : Type u_2
inst✝³ : AddCommGroup E
inst✝² : Module R E
F : Type u_3
inst✝¹ : AddCommGroup F
inst✝ : Module R F
f g : E →ₗ.[R] F
h : ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain), ↑x = ↑y → ↑f x = ↑g y
x : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hx : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z ∈ f.domain
y : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), y z ∈ g.domain
hxy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z + y z = ↑z
fg : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → F := fun z => ↑f ⟨x z, ⋯⟩ + ↑g ⟨y z, ⋯⟩
fg_eq : ∀ (x' : ↥f.domain) (y' : ↥g.domain) (z' : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), ↑x' + ↑y' = ↑z' → fg z' = ↑f x' + ↑g y'
c : R
z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)
⊢ { toFun := fg, map_add' := ⋯ }.toFun (c • z) = ↑f ((RingHom.id R) c • ⟨x z, ⋯⟩) + ↑g ((RingHom.id R) c • ⟨y z, ⋯⟩)

Tactic:
apply fg_eq

Result:
case w.refine_2._H
R : Type u_1
inst✝⁴ : Ring R
E : Type u_2
inst✝³ : AddCommGroup E
inst✝² : Module R E
F : Type u_3
inst✝¹ : AddCommGroup F
inst✝ : Module R F
f g : E →ₗ.[R] F
h : ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain), ↑x = ↑y → ↑f x = ↑g y
x : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hx : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z ∈ f.domain
y : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), y z ∈ g.domain
hxy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z + y z = ↑z
fg : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → F := fun z => ↑f ⟨x z, ⋯⟩ + ↑g ⟨y z, ⋯⟩
fg_eq : ∀ (x' : ↥f.domain) (y' : ↥g.domain) (z' : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), ↑x' + ↑y' = ↑z' → fg z' = ↑f x' + ↑g y'
c : R
z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)
⊢ ↑((RingHom.id R) c • ⟨x z, ⋯⟩) + ↑((RingHom.id R) c • ⟨y z, ⋯⟩) = ↑(c • z)

Proof state:
R : Type u_1
inst✝⁴ : Ring R
E : Type u_2
inst✝³ : AddCommGroup E
inst✝² : Module R E
F : Type u_3
inst✝¹ : AddCommGroup F
inst✝ : Module R F
f g : E →ₗ.[R] F
h : ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain), ↑x = ↑y → ↑f x = ↑g y
x : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hx : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z ∈ f.domain
y : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), y z ∈ g.domain
hxy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z + y z = ↑z
fg : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → F := fun z => ↑f ⟨x z, ⋯⟩ + ↑g ⟨y z, ⋯⟩
⊢ ∃ fg, ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain) (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), ↑x + ↑y = ↑z → fg z = ↑f x + ↑g y

Tactic:
have fg_eq : ∀ (x' : f.domain) (y' : g.domain) (z' : ↥(f.domain ⊔ g.domain))
    (_H : (x' : E) + y' = z'), fg z' = f x' + g y' := by
  intro x' y' z' H
  dsimp [fg]
  rw [add_comm, ← sub_eq_sub_iff_add_eq_add, eq_comm, ← map_sub, ← map_sub]
  apply h
  simp only [← eq_sub_iff_add_eq] at hxy
  simp only [AddSubgroupClass.coe_sub, coe_mk, coe_mk, hxy, ← sub_add, ← sub_sub, sub_self,
    zero_sub, ← H]
  apply neg_add_eq_sub

Result:
R : Type u_1
inst✝⁴ : Ring R
E : Type u_2
inst✝³ : AddCommGroup E
inst✝² : Module R E
F : Type u_3
inst✝¹ : AddCommGroup F
inst✝ : Module R F
f g : E →ₗ.[R] F
h : ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain), ↑x = ↑y → ↑f x = ↑g y
x : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hx : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z ∈ f.domain
y : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), y z ∈ g.domain
hxy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z + y z = ↑z
fg : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → F := fun z => ↑f ⟨x z, ⋯⟩ + ↑g ⟨y z, ⋯⟩
fg_eq : ∀ (x' : ↥f.domain) (y' : ↥g.domain) (z' : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), ↑x' + ↑y' = ↑z' → fg z' = ↑f x' + ↑g y'
⊢ ∃ fg, ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain) (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), ↑x + ↑y = ↑z → fg z = ↑f x + ↑g y

Proof state:
R : Type u_1
inst✝⁴ : Ring R
E : Type u_2
inst✝³ : AddCommGroup E
inst✝² : Module R E
F : Type u_3
inst✝¹ : AddCommGroup F
inst✝ : Module R F
f g : E →ₗ.[R] F
h : ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain), ↑x = ↑y → ↑f x = ↑g y
x : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hx : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z ∈ f.domain
y : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), y z ∈ g.domain
hxy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z + y z = ↑z
fg : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → F := fun z => ↑f ⟨x z, ⋯⟩ + ↑g ⟨y z, ⋯⟩
fg_eq : ∀ (x' : ↥f.domain) (y' : ↥g.domain) (z' : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), ↑x' + ↑y' = ↑z' → fg z' = ↑f x' + ↑g y'
⊢ ∃ fg, ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain) (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), ↑x + ↑y = ↑z → fg z = ↑f x + ↑g y

Tactic:
use { toFun := fg, map_add' := ?_, map_smul' := ?_ }, fg_eq

Result:
case w.refine_1
R : Type u_1
inst✝⁴ : Ring R
E : Type u_2
inst✝³ : AddCommGroup E
inst✝² : Module R E
F : Type u_3
inst✝¹ : AddCommGroup F
inst✝ : Module R F
f g : E →ₗ.[R] F
h : ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain), ↑x = ↑y → ↑f x = ↑g y
x : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hx : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z ∈ f.domain
y : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), y z ∈ g.domain
hxy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z + y z = ↑z
fg : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → F := fun z => ↑f ⟨x z, ⋯⟩ + ↑g ⟨y z, ⋯⟩
fg_eq : ∀ (x' : ↥f.domain) (y' : ↥g.domain) (z' : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), ↑x' + ↑y' = ↑z' → fg z' = ↑f x' + ↑g y'
⊢ ∀ (x y : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), fg (x + y) = fg x + fg y

case w.refine_2
R : Type u_1
inst✝⁴ : Ring R
E : Type u_2
inst✝³ : AddCommGroup E
inst✝² : Module R E
F : Type u_3
inst✝¹ : AddCommGroup F
inst✝ : Module R F
f g : E →ₗ.[R] F
h : ∀ (x : ↥f.domain) (y : ↥g.domain), ↑x = ↑y → ↑f x = ↑g y
x : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hx : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z ∈ f.domain
y : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → E
hy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), y z ∈ g.domain
hxy : ∀ (z : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), x z + y z = ↑z
fg : ↥(f.domain ⊔ g.domain) → F := fun z => ↑f ⟨x z, ⋯⟩ + ↑g ⟨y z, ⋯⟩
fg_eq : ∀ (x' : ↥f.domain) (y' : ↥g.domain) (z' : ↥(f.domain ⊔ g.domain)), ↑x' + ↑y' = ↑z' → fg z' = ↑f x' + ↑g y'
⊢ ∀ (m : R) (x : ↥(f.domain ⊔ g.domain)),
    { toFun := fg, map_add' := ?w.refine_1 }.toFun (m • x) =
      (RingHom.id R) m • { toFun := fg, map_add' := ?w.refine_1 }.toFun x