-- Mathlib/Analysis/Calculus/FDeriv/Symmetric.lean
theorem ContDiffWithinAt.isSymmSndFDerivWithinAt {n : WithTop ℕ∞}
    (hf : ContDiffWithinAt 𝕜 n f s x) (hn : minSmoothness 𝕜 2 ≤ n)
    (hs : UniqueDiffOn 𝕜 s) (hx : x ∈ closure (interior s)) (h'x : x ∈ s) :
    IsSymmSndFDerivWithinAt 𝕜 f s x

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
s : Set E
f : E → F
x : E
n : WithTop ℕ∞
hf : ContDiffWithinAt 𝕜 n f s x
hn : minSmoothness 𝕜 2 ≤ n
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ closure (interior s)
h'x : x ∈ s
m : WithTop ℕ∞
hm : minSmoothness 𝕜 ↑2 ≤ m
hmn : m ≤ n
m_ne : m ≠ ∞
u : Set E
u_open : IsOpen u
xu : x ∈ u
hu : ContDiffOn 𝕜 m f (s ∩ u)
h'u : UniqueDiffOn 𝕜 (s ∩ u)
y : ℕ → E
hy : ∀ (n : ℕ), y n ∈ interior s
y_lim : Tendsto y atTop (𝓝 x)
L : ∀ᶠ (k : ℕ) in atTop, y k ∈ u
I : ∀ᶠ (k : ℕ) in atTop, IsSymmSndFDerivWithinAt 𝕜 f s (y k)
A : ContinuousOn (fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s) (s ∩ u)
⊢ IsSymmSndFDerivWithinAt 𝕜 f s x

Tactic:
have B : Tendsto (fun k ↦ fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s (y k)) atTop
    (𝓝 (fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s x)) := by
  have : Tendsto y atTop (𝓝[s ∩ u] x) := by
    apply tendsto_nhdsWithin_iff.2 ⟨y_lim, ?_⟩
    filter_upwards [L] with k hk using ⟨interior_subset (hy k), hk⟩
  exact (A x ⟨h'x, xu⟩ ).tendsto.comp this

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
s : Set E
f : E → F
x : E
n : WithTop ℕ∞
hf : ContDiffWithinAt 𝕜 n f s x
hn : minSmoothness 𝕜 2 ≤ n
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ closure (interior s)
h'x : x ∈ s
m : WithTop ℕ∞
hm : minSmoothness 𝕜 ↑2 ≤ m
hmn : m ≤ n
m_ne : m ≠ ∞
u : Set E
u_open : IsOpen u
xu : x ∈ u
hu : ContDiffOn 𝕜 m f (s ∩ u)
h'u : UniqueDiffOn 𝕜 (s ∩ u)
y : ℕ → E
hy : ∀ (n : ℕ), y n ∈ interior s
y_lim : Tendsto y atTop (𝓝 x)
L : ∀ᶠ (k : ℕ) in atTop, y k ∈ u
I : ∀ᶠ (k : ℕ) in atTop, IsSymmSndFDerivWithinAt 𝕜 f s (y k)
A : ContinuousOn (fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s) (s ∩ u)
B : Tendsto (fun k => fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s (y k)) atTop (𝓝 (fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s x))
⊢ IsSymmSndFDerivWithinAt 𝕜 f s x

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
s : Set E
f : E → F
x : E
n : WithTop ℕ∞
hf : ContDiffWithinAt 𝕜 n f s x
hn : minSmoothness 𝕜 2 ≤ n
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ closure (interior s)
h'x : x ∈ s
m : WithTop ℕ∞
hm : minSmoothness 𝕜 ↑2 ≤ m
hmn : m ≤ n
m_ne : m ≠ ∞
u : Set E
u_open : IsOpen u
xu : x ∈ u
hu : ContDiffOn 𝕜 m f (s ∩ u)
h'u : UniqueDiffOn 𝕜 (s ∩ u)
y : ℕ → E
hy : ∀ (n : ℕ), y n ∈ interior s
y_lim : Tendsto y atTop (𝓝 x)
L : ∀ᶠ (k : ℕ) in atTop, y k ∈ u
k : ℕ
hk : y k ∈ u
⊢ s ∈ 𝓝 (y k)

Tactic:
apply mem_of_superset (isOpen_interior.mem_nhds (hy k))

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
s : Set E
f : E → F
x : E
n : WithTop ℕ∞
hf : ContDiffWithinAt 𝕜 n f s x
hn : minSmoothness 𝕜 2 ≤ n
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ closure (interior s)
h'x : x ∈ s
m : WithTop ℕ∞
hm : minSmoothness 𝕜 ↑2 ≤ m
hmn : m ≤ n
m_ne : m ≠ ∞
u : Set E
u_open : IsOpen u
xu : x ∈ u
hu : ContDiffOn 𝕜 m f (s ∩ u)
h'u : UniqueDiffOn 𝕜 (s ∩ u)
y : ℕ → E
hy : ∀ (n : ℕ), y n ∈ interior s
y_lim : Tendsto y atTop (𝓝 x)
L : ∀ᶠ (k : ℕ) in atTop, y k ∈ u
k : ℕ
hk : y k ∈ u
⊢ interior s ⊆ s

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
s : Set E
f : E → F
x : E
n : WithTop ℕ∞
hf : ContDiffWithinAt 𝕜 n f s x
hn : minSmoothness 𝕜 2 ≤ n
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ closure (interior s)
h'x : x ∈ s
m : WithTop ℕ∞
hm : minSmoothness 𝕜 ↑2 ≤ m
hmn : m ≤ n
m_ne : m ≠ ∞
u : Set E
u_open : IsOpen u
xu : x ∈ u
hu : ContDiffOn 𝕜 m f (s ∩ u)
h'u : UniqueDiffOn 𝕜 (s ∩ u)
y : ℕ → E
hy : ∀ (n : ℕ), y n ∈ interior s
y_lim : Tendsto y atTop (𝓝 x)
L : ∀ᶠ (k : ℕ) in atTop, y k ∈ u
I : ∀ᶠ (k : ℕ) in atTop, IsSymmSndFDerivWithinAt 𝕜 f s (y k)
A : ContinuousOn (fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s) (s ∩ u)
B : Tendsto (fun k => fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s (y k)) atTop (𝓝 (fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s x))
C :
  ∀ (v w : E),
    Tendsto (fun k => ((fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s (y k)) v) w) atTop
      (𝓝 (((fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s x) v) w))
C' :
  ∀ (v w : E),
    Tendsto (fun k => ((fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s (y k)) w) v) atTop
      (𝓝 (((fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s x) v) w))
v w : E
⊢ ((fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s x) v) w = ((fderivWithin 𝕜 (fderivWithin 𝕜 f s) s x) w) v

Tactic:
exact tendsto_nhds_unique (C v w) (C' w v)

Result:
no goals

Proof state:
case h
𝕜 : Type u_1
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
s : Set E
f : E → F
x : E
n : WithTop ℕ∞
hf : ContDiffWithinAt 𝕜 n f s x
hn : minSmoothness 𝕜 2 ≤ n
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ closure (interior s)
h'x : x ∈ s
m : WithTop ℕ∞
hm : minSmoothness 𝕜 ↑2 ≤ m
hmn : m ≤ n
m_ne : m ≠ ∞
u : Set E
u_open : IsOpen u
xu : x ∈ u
hu : ContDiffOn 𝕜 m f (s ∩ u)
h'u : UniqueDiffOn 𝕜 (s ∩ u)
y : ℕ → E
hy : ∀ (n : ℕ), y n ∈ interior s
y_lim : Tendsto y atTop (𝓝 x)
L : ∀ᶠ (k : ℕ) in atTop, y k ∈ u
k : ℕ
hk : y k ∈ u
⊢ IsSymmSndFDerivWithinAt 𝕜 f s (y k)

Tactic:
have s_mem : s ∈ 𝓝 (y k) := by
  apply mem_of_superset (isOpen_interior.mem_nhds (hy k))
  exact interior_subset

Result:
case h
𝕜 : Type u_1
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
s : Set E
f : E → F
x : E
n : WithTop ℕ∞
hf : ContDiffWithinAt 𝕜 n f s x
hn : minSmoothness 𝕜 2 ≤ n
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ closure (interior s)
h'x : x ∈ s
m : WithTop ℕ∞
hm : minSmoothness 𝕜 ↑2 ≤ m
hmn : m ≤ n
m_ne : m ≠ ∞
u : Set E
u_open : IsOpen u
xu : x ∈ u
hu : ContDiffOn 𝕜 m f (s ∩ u)
h'u : UniqueDiffOn 𝕜 (s ∩ u)
y : ℕ → E
hy : ∀ (n : ℕ), y n ∈ interior s
y_lim : Tendsto y atTop (𝓝 x)
L : ∀ᶠ (k : ℕ) in atTop, y k ∈ u
k : ℕ
hk : y k ∈ u
s_mem : s ∈ 𝓝 (y k)
⊢ IsSymmSndFDerivWithinAt 𝕜 f s (y k)