-- Mathlib/Geometry/Manifold/ContMDiff/Atlas.lean
theorem isLocalStructomorphOn_contDiffGroupoid_iff_aux {f : PartialHomeomorph M M'}
    (hf : LiftPropOn (contDiffGroupoid n I).IsLocalStructomorphWithinAt f f.source) :
    ContMDiffOn I I n f f.source

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁸ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁵ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁴ : TopologicalSpace M
inst✝³ : ChartedSpace H M
n : WithTop ℕ∞
inst✝² : IsManifold I n M
M' : Type u_5
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H M'
IsM' : IsManifold I n M'
f : PartialHomeomorph M M'
hf : LiftPropOn (contDiffGroupoid n I).IsLocalStructomorphWithinAt (↑f) f.source
x : M
hx : x ∈ f.source
c : PartialHomeomorph M H := chartAt H x
c' : PartialHomeomorph M' H := chartAt H (↑f x)
hxf :
  (contDiffGroupoid n I).IsLocalStructomorphWithinAt (↑(chartAt H (↑f x)) ∘ ↑f ∘ ↑(chartAt H x).symm)
    (↑(chartAt H x).symm ⁻¹' f.source) (↑(chartAt H x) x)
e : PartialHomeomorph H H
he : e ∈ contDiffGroupoid n I
he' : EqOn (↑c' ∘ ↑f ∘ ↑c.symm) (↑e) (↑c.symm ⁻¹' f.source ∩ e.source)
hex : ↑c x ∈ e.source
s : Set M := (f ≫ₕ c').source ∩ ((c ≫ₕ e) ≫ₕ c'.symm).source
H₁ : ContMDiffOn I I n (↑c'.symm ∘ ↑e ∘ ↑c) s
y : M
hy : (y ∈ f.source ∧ ↑f y ∈ c'.source) ∧ (y ∈ c.source ∧ ↑c y ∈ e.source) ∧ ↑e (↑c y) ∈ c'.target
hy₁ : ↑f y ∈ c'.source
⊢ y ∈ c.source

Tactic:
simp only [hy, mfld_simps]

Result:
no goals

Proof state:
case h
𝕜 : Type u_1
inst✝⁸ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁵ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁴ : TopologicalSpace M
inst✝³ : ChartedSpace H M
n : WithTop ℕ∞
inst✝² : IsManifold I n M
M' : Type u_5
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H M'
IsM' : IsManifold I n M'
f : PartialHomeomorph M M'
hf : LiftPropOn (contDiffGroupoid n I).IsLocalStructomorphWithinAt (↑f) f.source
x : M
hx : x ∈ f.source
⊢ ∃ u, IsOpen u ∧ x ∈ u ∧ ContMDiffOn I I n (↑f) (f.source ∩ u)

Tactic:
let c := chartAt H x

Result:
case h
𝕜 : Type u_1
inst✝⁸ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁵ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁴ : TopologicalSpace M
inst✝³ : ChartedSpace H M
n : WithTop ℕ∞
inst✝² : IsManifold I n M
M' : Type u_5
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H M'
IsM' : IsManifold I n M'
f : PartialHomeomorph M M'
hf : LiftPropOn (contDiffGroupoid n I).IsLocalStructomorphWithinAt (↑f) f.source
x : M
hx : x ∈ f.source
c : PartialHomeomorph M H := chartAt H x
⊢ ∃ u, IsOpen u ∧ x ∈ u ∧ ContMDiffOn I I n (↑f) (f.source ∩ u)

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁸ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁵ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁴ : TopologicalSpace M
inst✝³ : ChartedSpace H M
n : WithTop ℕ∞
inst✝² : IsManifold I n M
M' : Type u_5
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H M'
IsM' : IsManifold I n M'
f : PartialHomeomorph M M'
hf : LiftPropOn (contDiffGroupoid n I).IsLocalStructomorphWithinAt (↑f) f.source
x : M
hx : x ∈ f.source
c : PartialHomeomorph M H := chartAt H x
c' : PartialHomeomorph M' H := chartAt H (↑f x)
hxf :
  (contDiffGroupoid n I).IsLocalStructomorphWithinAt (↑(chartAt H (↑f x)) ∘ ↑f ∘ ↑(chartAt H x).symm)
    (↑(chartAt H x).symm ⁻¹' f.source) (↑(chartAt H x) x)
e : PartialHomeomorph H H
he : e ∈ contDiffGroupoid n I
he' : EqOn (↑c' ∘ ↑f ∘ ↑c.symm) (↑e) (↑c.symm ⁻¹' f.source ∩ e.source)
hex : ↑c x ∈ e.source
s : Set M := (f ≫ₕ c').source ∩ ((c ≫ₕ e) ≫ₕ c'.symm).source
H₁ : ContMDiffOn I I n (↑c'.symm ∘ ↑e ∘ ↑c) s
y : M
hy : (y ∈ f.source ∧ ↑f y ∈ c'.source) ∧ (y ∈ c.source ∧ ↑c y ∈ e.source) ∧ ↑e (↑c y) ∈ c'.target
hy₁ : ↑f y ∈ c'.source
hy₂ : y ∈ c.source
hy₃ : ↑c y ∈ ↑c.symm ⁻¹' f.source ∩ e.source
⊢ ↑f y = (↑c'.symm ∘ ↑e ∘ ↑c) y

Tactic:
calc
  f y = c'.symm (c' (f y)) := by rw [c'.left_inv hy₁]
  _ = c'.symm (c' (f (c.symm (c y)))) := by rw [c.left_inv hy₂]
  _ = c'.symm (e (c y)) := by rw [← he' hy₃]; rfl

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁸ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁵ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁴ : TopologicalSpace M
inst✝³ : ChartedSpace H M
n : WithTop ℕ∞
inst✝² : IsManifold I n M
M' : Type u_5
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H M'
IsM' : IsManifold I n M'
f : PartialHomeomorph M M'
hf : LiftPropOn (contDiffGroupoid n I).IsLocalStructomorphWithinAt (↑f) f.source
x : M
hx : x ∈ f.source
c : PartialHomeomorph M H := chartAt H x
c' : PartialHomeomorph M' H := chartAt H (↑f x)
hxf :
  (contDiffGroupoid n I).IsLocalStructomorphWithinAt (↑(chartAt H (↑f x)) ∘ ↑f ∘ ↑(chartAt H x).symm)
    (↑(chartAt H x).symm ⁻¹' f.source) (↑(chartAt H x) x)
e : PartialHomeomorph H H
he : e ∈ contDiffGroupoid n I
he' : EqOn (↑c' ∘ ↑f ∘ ↑c.symm) (↑e) (↑c.symm ⁻¹' f.source ∩ e.source)
hex : ↑c x ∈ e.source
s : Set M := (f ≫ₕ c').source ∩ ((c ≫ₕ e) ≫ₕ c'.symm).source
H₁ : ContMDiffOn I I n (↑c'.symm ∘ ↑e ∘ ↑c) s
y : M
hy : (y ∈ f.source ∧ ↑f y ∈ c'.source) ∧ (y ∈ c.source ∧ ↑c y ∈ e.source) ∧ ↑e (↑c y) ∈ c'.target
hy₁ : ↑f y ∈ c'.source
hy₂ : y ∈ c.source
⊢ ↑f y = (↑c'.symm ∘ ↑e ∘ ↑c) y

Tactic:
have hy₃ : c y ∈ c.symm ⁻¹' f.source ∩ e.source := by simp only [hy, mfld_simps]

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁸ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁵ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁴ : TopologicalSpace M
inst✝³ : ChartedSpace H M
n : WithTop ℕ∞
inst✝² : IsManifold I n M
M' : Type u_5
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H M'
IsM' : IsManifold I n M'
f : PartialHomeomorph M M'
hf : LiftPropOn (contDiffGroupoid n I).IsLocalStructomorphWithinAt (↑f) f.source
x : M
hx : x ∈ f.source
c : PartialHomeomorph M H := chartAt H x
c' : PartialHomeomorph M' H := chartAt H (↑f x)
hxf :
  (contDiffGroupoid n I).IsLocalStructomorphWithinAt (↑(chartAt H (↑f x)) ∘ ↑f ∘ ↑(chartAt H x).symm)
    (↑(chartAt H x).symm ⁻¹' f.source) (↑(chartAt H x) x)
e : PartialHomeomorph H H
he : e ∈ contDiffGroupoid n I
he' : EqOn (↑c' ∘ ↑f ∘ ↑c.symm) (↑e) (↑c.symm ⁻¹' f.source ∩ e.source)
hex : ↑c x ∈ e.source
s : Set M := (f ≫ₕ c').source ∩ ((c ≫ₕ e) ≫ₕ c'.symm).source
H₁ : ContMDiffOn I I n (↑c'.symm ∘ ↑e ∘ ↑c) s
y : M
hy : (y ∈ f.source ∧ ↑f y ∈ c'.source) ∧ (y ∈ c.source ∧ ↑c y ∈ e.source) ∧ ↑e (↑c y) ∈ c'.target
hy₁ : ↑f y ∈ c'.source
hy₂ : y ∈ c.source
hy₃ : ↑c y ∈ ↑c.symm ⁻¹' f.source ∩ e.source
⊢ ↑f y = (↑c'.symm ∘ ↑e ∘ ↑c) y