-- Mathlib/Analysis/Calculus/UniformLimitsDeriv.lean
theorem cauchy_map_of_uniformCauchySeqOn_fderiv {s : Set E} (hs : IsOpen s) (h's : IsPreconnected s)
    (hf' : UniformCauchySeqOn f' l s) (hf : ∀ n : ι, ∀ y : E, y ∈ s → HasFDerivAt (f n) (f' n y) y)
    {x₀ x : E} (hx₀ : x₀ ∈ s) (hx : x ∈ s) (hfg : Cauchy (map (fun n => f n x₀) l)) :
    Cauchy (map (fun n => f n x) l)

Proof state:
case intro.intro
ι : Type u_1
l : Filter ι
E : Type u_2
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
𝕜 : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : IsRCLikeNormedField 𝕜
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
G : Type u_4
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : ι → E → G
f' : ι → E → E →L[𝕜] G
s : Set E
hs : IsOpen s
h's : IsPreconnected s
hf' : UniformCauchySeqOn f' l s
hf : ∀ (n : ι), ∀ y ∈ s, HasFDerivAt (f n) (f' n y) y
x₀ x✝ : E
hx₀ : x₀ ∈ s
hx✝ : x✝ ∈ s
hfg : Cauchy (map (fun n => f n x₀) l)
this : l.NeBot
t : Set E := {y | y ∈ s ∧ Cauchy (map (fun n => f n y) l)}
A : ∀ (x : E) (ε : ℝ), x ∈ t → Metric.ball x ε ⊆ s → Metric.ball x ε ⊆ t
x : E
hx : x ∈ t
ε : ℝ
εpos : ε > 0
hε : Metric.ball x ε ⊆ s
⊢ ∃ ε > 0, Metric.ball x ε ⊆ t

Tactic:
exact ⟨ε, εpos, A x ε hx hε⟩

Result:
no goals

Proof state:
case h
ι : Type u_1
l : Filter ι
E : Type u_2
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
𝕜 : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : IsRCLikeNormedField 𝕜
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
G : Type u_4
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : ι → E → G
f' : ι → E → E →L[𝕜] G
s : Set E
hs : IsOpen s
h's : IsPreconnected s
hf' : UniformCauchySeqOn f' l s
hf : ∀ (n : ι), ∀ y ∈ s, HasFDerivAt (f n) (f' n y) y
x₀ x✝ : E
hx₀ : x₀ ∈ s
hx : x✝ ∈ s
hfg : Cauchy (map (fun n => f n x₀) l)
this : l.NeBot
t : Set E := {y | y ∈ s ∧ Cauchy (map (fun n => f n y) l)}
A : ∀ (x : E) (ε : ℝ), x ∈ t → Metric.ball x ε ⊆ s → Metric.ball x ε ⊆ t
open_t : IsOpen t
st_nonempty : (s ∩ t).Nonempty
x : E
xt : x ∈ closure t
xs : x ∈ s
ε : ℝ
εpos : ε > 0
hε : Metric.ball x ε ⊆ s
y : E
yt : y ∈ t
hxy : dist x y < ε / 2
⊢ ε / 2 + dist x y ≤ ε

Tactic:
linarith

Result:
no goals

Proof state:
case intro
ι : Type u_1
l : Filter ι
E : Type u_2
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
𝕜 : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : IsRCLikeNormedField 𝕜
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
G : Type u_4
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : ι → E → G
f' : ι → E → E →L[𝕜] G
s : Set E
hs : IsOpen s
h's : IsPreconnected s
hf' : UniformCauchySeqOn f' l s
hf : ∀ (n : ι), ∀ y ∈ s, HasFDerivAt (f n) (f' n y) y
x₀ x✝ : E
hx₀ : x₀ ∈ s
hx : x✝ ∈ s
hfg : Cauchy (map (fun n => f n x₀) l)
this : l.NeBot
t : Set E := {y | y ∈ s ∧ Cauchy (map (fun n => f n y) l)}
A : ∀ (x : E) (ε : ℝ), x ∈ t → Metric.ball x ε ⊆ s → Metric.ball x ε ⊆ t
open_t : IsOpen t
st_nonempty : (s ∩ t).Nonempty
x : E
xt : x ∈ closure t
xs : x ∈ s
⊢ x ∈ t

Tactic:
obtain ⟨ε, εpos, hε⟩ : ∃ (ε : ℝ), ε > 0 ∧ Metric.ball x ε ⊆ s := Metric.isOpen_iff.1 hs x xs

Result:
case intro.intro.intro
ι : Type u_1
l : Filter ι
E : Type u_2
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
𝕜 : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : IsRCLikeNormedField 𝕜
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
G : Type u_4
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : ι → E → G
f' : ι → E → E →L[𝕜] G
s : Set E
hs : IsOpen s
h's : IsPreconnected s
hf' : UniformCauchySeqOn f' l s
hf : ∀ (n : ι), ∀ y ∈ s, HasFDerivAt (f n) (f' n y) y
x₀ x✝ : E
hx₀ : x₀ ∈ s
hx : x✝ ∈ s
hfg : Cauchy (map (fun n => f n x₀) l)
this : l.NeBot
t : Set E := {y | y ∈ s ∧ Cauchy (map (fun n => f n y) l)}
A : ∀ (x : E) (ε : ℝ), x ∈ t → Metric.ball x ε ⊆ s → Metric.ball x ε ⊆ t
open_t : IsOpen t
st_nonempty : (s ∩ t).Nonempty
x : E
xt : x ∈ closure t
xs : x ∈ s
ε : ℝ
εpos : ε > 0
hε : Metric.ball x ε ⊆ s
⊢ x ∈ t

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
ι : Type u_1
l : Filter ι
E : Type u_2
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
𝕜 : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : IsRCLikeNormedField 𝕜
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
G : Type u_4
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : ι → E → G
f' : ι → E → E →L[𝕜] G
s : Set E
hs : IsOpen s
h's : IsPreconnected s
hf' : UniformCauchySeqOn f' l s
hf : ∀ (n : ι), ∀ y ∈ s, HasFDerivAt (f n) (f' n y) y
x₀ x✝ : E
hx₀ : x₀ ∈ s
hx : x✝ ∈ s
hfg : Cauchy (map (fun n => f n x₀) l)
this : l.NeBot
t : Set E := {y | y ∈ s ∧ Cauchy (map (fun n => f n y) l)}
A : ∀ (x : E) (ε : ℝ), x ∈ t → Metric.ball x ε ⊆ s → Metric.ball x ε ⊆ t
open_t : IsOpen t
st_nonempty : (s ∩ t).Nonempty
x : E
xt : x ∈ closure t
xs : x ∈ s
ε : ℝ
εpos : ε > 0
hε : Metric.ball x ε ⊆ s
y : E
yt : y ∈ t
hxy : dist x y < ε / 2
B : Metric.ball y (ε / 2) ⊆ Metric.ball x ε
⊢ x ∈ t

Tactic:
exact A y (ε / 2) yt (B.trans hε) (Metric.mem_ball.2 hxy)

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
ι : Type u_1
l : Filter ι
E : Type u_2
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
𝕜 : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : IsRCLikeNormedField 𝕜
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
G : Type u_4
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : ι → E → G
f' : ι → E → E →L[𝕜] G
s : Set E
hs : IsOpen s
h's : IsPreconnected s
hf' : UniformCauchySeqOn f' l s
hf : ∀ (n : ι), ∀ y ∈ s, HasFDerivAt (f n) (f' n y) y
x₀ x✝ : E
hx₀ : x₀ ∈ s
hx : x✝ ∈ s
hfg : Cauchy (map (fun n => f n x₀) l)
this : l.NeBot
t : Set E := {y | y ∈ s ∧ Cauchy (map (fun n => f n y) l)}
A : ∀ (x : E) (ε : ℝ), x ∈ t → Metric.ball x ε ⊆ s → Metric.ball x ε ⊆ t
open_t : IsOpen t
st_nonempty : (s ∩ t).Nonempty
x : E
xt : x ∈ closure t
xs : x ∈ s
ε : ℝ
εpos : ε > 0
hε : Metric.ball x ε ⊆ s
y : E
yt : y ∈ t
hxy : dist x y < ε / 2
⊢ x ∈ t

Tactic:
have B : Metric.ball y (ε / 2) ⊆ Metric.ball x ε := by
  apply Metric.ball_subset_ball'; rw [dist_comm]; linarith

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro
ι : Type u_1
l : Filter ι
E : Type u_2
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
𝕜 : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : IsRCLikeNormedField 𝕜
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
G : Type u_4
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : ι → E → G
f' : ι → E → E →L[𝕜] G
s : Set E
hs : IsOpen s
h's : IsPreconnected s
hf' : UniformCauchySeqOn f' l s
hf : ∀ (n : ι), ∀ y ∈ s, HasFDerivAt (f n) (f' n y) y
x₀ x✝ : E
hx₀ : x₀ ∈ s
hx : x✝ ∈ s
hfg : Cauchy (map (fun n => f n x₀) l)
this : l.NeBot
t : Set E := {y | y ∈ s ∧ Cauchy (map (fun n => f n y) l)}
A : ∀ (x : E) (ε : ℝ), x ∈ t → Metric.ball x ε ⊆ s → Metric.ball x ε ⊆ t
open_t : IsOpen t
st_nonempty : (s ∩ t).Nonempty
x : E
xt : x ∈ closure t
xs : x ∈ s
ε : ℝ
εpos : ε > 0
hε : Metric.ball x ε ⊆ s
y : E
yt : y ∈ t
hxy : dist x y < ε / 2
B : Metric.ball y (ε / 2) ⊆ Metric.ball x ε
⊢ x ∈ t