-- Mathlib/Analysis/Analytic/Basic.lean
theorem HasFPowerSeriesWithinOnBall.tendsto_partialSum_prod {y : E}
    (hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r) (hy : y ∈ EMetric.ball (0 : E) r)
    (h'y : x + y ∈ insert x s) :
    Tendsto (fun (z : ℕ × E) ↦ p.partialSum z.1 z.2) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))

Proof state:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
⊢ ∃ k, ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4

Tactic:
have : Tendsto (fun k ↦ ∑' n, ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k)) atTop (𝓝 0) := by
  apply _root_.tendsto_sum_nat_add (f := fun n ↦ ‖p n‖ * ↑r' ^ n)

Result:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
this : Tendsto (fun k => ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k)) atTop (𝓝 0)
⊢ ∃ k, ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4

Proof state:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
⊢ ‖y‖ < ↑r'

Tactic:
simpa [← coe_nnnorm] using yr'

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A✝ : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
k : ℕ
hk : ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4
A : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, dist (p.partialSum k z.2) (p.partialSum k y) < ε / 4
B : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, ‖z.2‖₊ < r'
C : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, k ≤ z.1
n : ℕ
z : E
h'z : ‖(n, z).2‖₊ < r'
hkn : k ≤ (n, z).1
hz : ‖p.partialSum k z - p.partialSum k y‖ < ε / 4
w : E
hw : ‖w‖₊ < r'
⊢ ∑ i ∈ Finset.range (n - k), ‖(p (i + k)) fun x => w‖ ≤ ∑ i ∈ Finset.range (n - k), ‖p (i + k)‖ * ‖w‖ ^ (i + k)

Tactic:
gcongr with i _hi

Result:
case h
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A✝ : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
k : ℕ
hk : ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4
A : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, dist (p.partialSum k z.2) (p.partialSum k y) < ε / 4
B : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, ‖z.2‖₊ < r'
C : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, k ≤ z.1
n : ℕ
z : E
h'z : ‖(n, z).2‖₊ < r'
hkn : k ≤ (n, z).1
hz : ‖p.partialSum k z - p.partialSum k y‖ < ε / 4
w : E
hw : ‖w‖₊ < r'
i : ℕ
_hi : i ∈ Finset.range (n - k)
⊢ ‖(p (i + k)) fun x => w‖ ≤ ‖p (i + k)‖ * ‖w‖ ^ (i + k)

Proof state:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
⊢ Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 z.2) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))

Tactic:
suffices Tendsto (fun (z : ℕ × E) ↦ p.partialSum z.1 z.2 - p.partialSum z.1 y)
  (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 0) by simpa using A.add this

Result:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
⊢ Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 z.2 - p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 0)

Proof state:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A✝ : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
k : ℕ
hk : ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4
A : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, dist (p.partialSum k z.2) (p.partialSum k y) < ε / 4
B : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, ‖z.2‖₊ < r'
C : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, k ≤ z.1
n : ℕ
z : E
h'z : ‖(n, z).2‖₊ < r'
hkn : k ≤ (n, z).1
hz : ‖p.partialSum k z - p.partialSum k y‖ < ε / 4
w : E
hw : ‖w‖₊ < r'
⊢ ∑ i ∈ Finset.range (n - k), ‖p (i + k)‖ * ‖w‖ ^ (i + k) ≤ ∑ i ∈ Finset.range (n - k), ‖p (i + k)‖ * ↑r' ^ (i + k)

Tactic:
gcongr with i _hi

Result:
case h.h.hab
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A✝ : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
k : ℕ
hk : ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4
A : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, dist (p.partialSum k z.2) (p.partialSum k y) < ε / 4
B : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, ‖z.2‖₊ < r'
C : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, k ≤ z.1
n : ℕ
z : E
h'z : ‖(n, z).2‖₊ < r'
hkn : k ≤ (n, z).1
hz : ‖p.partialSum k z - p.partialSum k y‖ < ε / 4
w : E
hw : ‖w‖₊ < r'
i : ℕ
_hi : i ∈ Finset.range (n - k)
⊢ ‖w‖ ≤ ↑r'