-- Mathlib/Geometry/Manifold/MFDeriv/Basic.lean
theorem mfderivWithin_comp_of_preimage_mem_nhdsWithin
    (hg : MDifferentiableWithinAt I' I'' g u (f x))
    (hf : MDifferentiableWithinAt I I' f s x) (h : f ⁻¹' u ∈ 𝓝[s] x)
    (hxs : UniqueMDiffWithinAt I s x) :
    mfderivWithin I I'' (g ∘ f) s x =
      (mfderivWithin I' I'' g u (f x)).comp (mfderivWithin I I' f s x)

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝¹² : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝¹¹ : TopologicalSpace M
inst✝¹⁰ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝⁷ : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝⁶ : TopologicalSpace M'
inst✝⁵ : ChartedSpace H' M'
E'' : Type u_8
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E''
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E''
H'' : Type u_9
inst✝² : TopologicalSpace H''
I'' : ModelWithCorners 𝕜 E'' H''
M'' : Type u_10
inst✝¹ : TopologicalSpace M''
inst✝ : ChartedSpace H'' M''
f : M → M'
x : M
s : Set M
g : M' → M''
u : Set M'
hg : MDifferentiableWithinAt I' I'' g u (f x)
hf : MDifferentiableWithinAt I I' f s x
h : f ⁻¹' u ∈ 𝓝[s] x
hxs : UniqueMDiffWithinAt I s x
A : s ∩ f ⁻¹' u ∈ 𝓝[s] x
⊢ mfderivWithin I I'' (g ∘ f) s x = (mfderivWithin I' I'' g u (f x)).comp (mfderivWithin I I' f s x)

Tactic:
have B : mfderivWithin I I'' (g ∘ f) s x = mfderivWithin I I'' (g ∘ f) (s ∩ f ⁻¹' u) x := by
  apply MDifferentiableWithinAt.mfderivWithin_mono_of_mem_nhdsWithin _ hxs A
  exact hg.comp _ (hf.mono inter_subset_left) inter_subset_right

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝¹² : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝¹¹ : TopologicalSpace M
inst✝¹⁰ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝⁷ : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝⁶ : TopologicalSpace M'
inst✝⁵ : ChartedSpace H' M'
E'' : Type u_8
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E''
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E''
H'' : Type u_9
inst✝² : TopologicalSpace H''
I'' : ModelWithCorners 𝕜 E'' H''
M'' : Type u_10
inst✝¹ : TopologicalSpace M''
inst✝ : ChartedSpace H'' M''
f : M → M'
x : M
s : Set M
g : M' → M''
u : Set M'
hg : MDifferentiableWithinAt I' I'' g u (f x)
hf : MDifferentiableWithinAt I I' f s x
h : f ⁻¹' u ∈ 𝓝[s] x
hxs : UniqueMDiffWithinAt I s x
A : s ∩ f ⁻¹' u ∈ 𝓝[s] x
B : mfderivWithin I I'' (g ∘ f) s x = mfderivWithin I I'' (g ∘ f) (s ∩ f ⁻¹' u) x
⊢ mfderivWithin I I'' (g ∘ f) s x = (mfderivWithin I' I'' g u (f x)).comp (mfderivWithin I I' f s x)

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝¹² : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝¹¹ : TopologicalSpace M
inst✝¹⁰ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝⁷ : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝⁶ : TopologicalSpace M'
inst✝⁵ : ChartedSpace H' M'
E'' : Type u_8
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E''
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E''
H'' : Type u_9
inst✝² : TopologicalSpace H''
I'' : ModelWithCorners 𝕜 E'' H''
M'' : Type u_10
inst✝¹ : TopologicalSpace M''
inst✝ : ChartedSpace H'' M''
f : M → M'
x : M
s : Set M
g : M' → M''
u : Set M'
hg : MDifferentiableWithinAt I' I'' g u (f x)
hf : MDifferentiableWithinAt I I' f s x
h : f ⁻¹' u ∈ 𝓝[s] x
hxs : UniqueMDiffWithinAt I s x
A : s ∩ f ⁻¹' u ∈ 𝓝[s] x
⊢ MDifferentiableWithinAt I I'' (g ∘ f) (s ∩ f ⁻¹' u) x

Tactic:
exact hg.comp _ (hf.mono inter_subset_left) inter_subset_right

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝¹² : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝¹¹ : TopologicalSpace M
inst✝¹⁰ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝⁷ : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝⁶ : TopologicalSpace M'
inst✝⁵ : ChartedSpace H' M'
E'' : Type u_8
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E''
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E''
H'' : Type u_9
inst✝² : TopologicalSpace H''
I'' : ModelWithCorners 𝕜 E'' H''
M'' : Type u_10
inst✝¹ : TopologicalSpace M''
inst✝ : ChartedSpace H'' M''
f : M → M'
x : M
s : Set M
g : M' → M''
u : Set M'
hg : MDifferentiableWithinAt I' I'' g u (f x)
hf : MDifferentiableWithinAt I I' f s x
h : f ⁻¹' u ∈ 𝓝[s] x
hxs : UniqueMDiffWithinAt I s x
⊢ mfderivWithin I I'' (g ∘ f) s x = (mfderivWithin I' I'' g u (f x)).comp (mfderivWithin I I' f s x)

Tactic:
have A : s ∩ f ⁻¹' u ∈ 𝓝[s] x := Filter.inter_mem self_mem_nhdsWithin h

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹³ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝¹² : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝¹¹ : TopologicalSpace M
inst✝¹⁰ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝⁷ : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝⁶ : TopologicalSpace M'
inst✝⁵ : ChartedSpace H' M'
E'' : Type u_8
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E''
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E''
H'' : Type u_9
inst✝² : TopologicalSpace H''
I'' : ModelWithCorners 𝕜 E'' H''
M'' : Type u_10
inst✝¹ : TopologicalSpace M''
inst✝ : ChartedSpace H'' M''
f : M → M'
x : M
s : Set M
g : M' → M''
u : Set M'
hg : MDifferentiableWithinAt I' I'' g u (f x)
hf : MDifferentiableWithinAt I I' f s x
h : f ⁻¹' u ∈ 𝓝[s] x
hxs : UniqueMDiffWithinAt I s x
A : s ∩ f ⁻¹' u ∈ 𝓝[s] x
⊢ mfderivWithin I I'' (g ∘ f) s x = (mfderivWithin I' I'' g u (f x)).comp (mfderivWithin I I' f s x)