-- Mathlib/Geometry/Manifold/MFDeriv/SpecificFunctions.lean
theorem mfderiv_prod_eq_add_comp {f : M × M' → M''} {p : M × M'}
    (hf : MDifferentiableAt (I.prod I') I'' f p) :
    mfderiv (I.prod I') I'' f p =
        (mfderiv I I'' (fun z : M => f (z, p.2)) p.1) ∘L (id (ContinuousLinearMap.fst 𝕜 E E') :
          (TangentSpace (I.prod I') p) →L[𝕜] (TangentSpace I p.1)) +
        (mfderiv I' I'' (fun z : M' => f (p.1, z)) p.2) ∘L (id (ContinuousLinearMap.snd 𝕜 E E') :
          (TangentSpace (I.prod I') p) →L[𝕜] (TangentSpace I' p.2))

Proof state:
case e_a.hf
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' → M''
p : M × M'
hf : MDifferentiableAt (I.prod I') I'' f p
this : (fun z => f (z.1, p.2)) = (fun z => f (z, p.2)) ∘ Prod.fst
⊢ MDifferentiableAt (I.prod I') I Prod.fst p

Tactic:
exact mdifferentiableAt_fst

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' → M''
p : M × M'
hf : MDifferentiableAt (I.prod I') I'' f p
⊢ mfderiv (I.prod I') I'' f p =
    (mfderiv I I'' (fun z => f (z, p.2)) p.1).comp (id (ContinuousLinearMap.fst 𝕜 E E')) +
      (mfderiv I' I'' (fun z => f (p.1, z)) p.2).comp (id (ContinuousLinearMap.snd 𝕜 E E'))

Tactic:
rw [mfderiv_prod_eq_add hf]

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' → M''
p : M × M'
hf : MDifferentiableAt (I.prod I') I'' f p
⊢ mfderiv (I.prod I') I'' (fun z => f (z.1, p.2)) p + mfderiv (I.prod I') I'' (fun z => f (p.1, z.2)) p =
    (mfderiv I I'' (fun z => f (z, p.2)) p.1).comp (id (ContinuousLinearMap.fst 𝕜 E E')) +
      (mfderiv I' I'' (fun z => f (p.1, z)) p.2).comp (id (ContinuousLinearMap.snd 𝕜 E E'))

Proof state:
case e_a
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' → M''
p : M × M'
hf : MDifferentiableAt (I.prod I') I'' f p
this : (fun z => f (p.1, z.2)) = (fun z => f (p.1, z)) ∘ Prod.snd
⊢ (mfderiv I' I'' (fun z => f (p.1, z)) p.2).comp (mfderiv (I.prod I') I' Prod.snd p) =
    (mfderiv I' I'' (fun z => f (p.1, z)) p.2).comp (id (ContinuousLinearMap.snd 𝕜 E E'))

Tactic:
simp only [mfderiv_snd, id_eq]

Result:
case e_a
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' → M''
p : M × M'
hf : MDifferentiableAt (I.prod I') I'' f p
this : (fun z => f (p.1, z.2)) = (fun z => f (p.1, z)) ∘ Prod.snd
⊢ (mfderiv I' I'' (fun z => f (p.1, z)) p.2).comp
      (ContinuousLinearMap.snd 𝕜 (TangentSpace I p.1) (TangentSpace I' p.2)) =
    (mfderiv I' I'' (fun z => f (p.1, z)) p.2).comp (ContinuousLinearMap.snd 𝕜 E E')

Proof state:
case e_a
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' → M''
p : M × M'
hf : MDifferentiableAt (I.prod I') I'' f p
⊢ mfderiv (I.prod I') I'' (fun z => f (z.1, p.2)) p =
    (mfderiv I I'' (fun z => f (z, p.2)) p.1).comp (id (ContinuousLinearMap.fst 𝕜 E E'))

Tactic:
have : (fun z : M × M' => f (z.1, p.2)) = (fun z : M => f (z, p.2)) ∘ Prod.fst := rfl

Result:
case e_a
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' → M''
p : M × M'
hf : MDifferentiableAt (I.prod I') I'' f p
this : (fun z => f (z.1, p.2)) = (fun z => f (z, p.2)) ∘ Prod.fst
⊢ mfderiv (I.prod I') I'' (fun z => f (z.1, p.2)) p =
    (mfderiv I I'' (fun z => f (z, p.2)) p.1).comp (id (ContinuousLinearMap.fst 𝕜 E E'))