-- Mathlib/Analysis/Calculus/ContDiff/Operations.lean
theorem PartialHomeomorph.contDiffAt_symm [CompleteSpace E] (f : PartialHomeomorph E F)
    {f₀' : E ≃L[𝕜] F} {a : F} (ha : a ∈ f.target)
    (hf₀' : HasFDerivAt f (f₀' : E →L[𝕜] F) (f.symm a)) (hf : ContDiffAt 𝕜 n f (f.symm a)) :
    ContDiffAt 𝕜 n f.symm a

Proof state:
case h.refine_3
𝕜 : Type u_1
inst✝⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝² : NormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 F
n✝ : WithTop ℕ∞
inst✝ : CompleteSpace E
f : PartialHomeomorph E F
f₀' : E ≃L[𝕜] F
a : F
ha : a ∈ f.target
hf₀' : HasFDerivAt (↑f) (↑f₀') (↑f.symm a)
n : ℕ
IH : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f) (↑f.symm a) → ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f.symm) a
hf : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n.succ) (↑f) (↑f.symm a)
f' : E → E →L[𝕜] F
hf' : ContDiffAt 𝕜 (↑n) f' (↑f.symm a)
u : Set E
hu : u ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
hff' : ∀ x ∈ u, HasFDerivAt (↑f) (f' x) x
eq_f₀' : f' (↑f.symm a) = ↑f₀'
h_nhds : {y | ∃ e, ↑e = f' y} ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
t : Set E
htu : t ⊆ u ∩ {y | ∃ e, ↑e = f' y}
ht : IsOpen t
htf : ↑f.symm a ∈ t
⊢ ∀ x ∈ f.target ∩ ↑f.symm ⁻¹' t, HasFDerivAt (↑f.symm) ((inverse ∘ f' ∘ ↑f.symm) x) x

Tactic:
intro x hx

Result:
case h.refine_3
𝕜 : Type u_1
inst✝⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝² : NormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 F
n✝ : WithTop ℕ∞
inst✝ : CompleteSpace E
f : PartialHomeomorph E F
f₀' : E ≃L[𝕜] F
a : F
ha : a ∈ f.target
hf₀' : HasFDerivAt (↑f) (↑f₀') (↑f.symm a)
n : ℕ
IH : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f) (↑f.symm a) → ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f.symm) a
hf : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n.succ) (↑f) (↑f.symm a)
f' : E → E →L[𝕜] F
hf' : ContDiffAt 𝕜 (↑n) f' (↑f.symm a)
u : Set E
hu : u ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
hff' : ∀ x ∈ u, HasFDerivAt (↑f) (f' x) x
eq_f₀' : f' (↑f.symm a) = ↑f₀'
h_nhds : {y | ∃ e, ↑e = f' y} ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
t : Set E
htu : t ⊆ u ∩ {y | ∃ e, ↑e = f' y}
ht : IsOpen t
htf : ↑f.symm a ∈ t
x : F
hx : x ∈ f.target ∩ ↑f.symm ⁻¹' t
⊢ HasFDerivAt (↑f.symm) ((inverse ∘ f' ∘ ↑f.symm) x) x

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝² : NormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 F
n✝ : WithTop ℕ∞
inst✝ : CompleteSpace E
f : PartialHomeomorph E F
f₀' : E ≃L[𝕜] F
a : F
ha : a ∈ f.target
hf₀' : HasFDerivAt (↑f) (↑f₀') (↑f.symm a)
n : ℕ
IH : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f) (↑f.symm a) → ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f.symm) a
hf : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n.succ) (↑f) (↑f.symm a)
f' : E → E →L[𝕜] F
hf' : ContDiffAt 𝕜 (↑n) f' (↑f.symm a)
u : Set E
hu : u ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
hff' : ∀ x ∈ u, HasFDerivAt (↑f) (f' x) x
eq_f₀' : f' (↑f.symm a) = ↑f₀'
⊢ ContDiffAt 𝕜 (↑n) inverse ↑f₀'

Tactic:
exact contDiffAt_map_inverse _

Result:
no goals

Proof state:
case hsuc.intro.intro.intro.intro.refine_1.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝² : NormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 F
n✝ : WithTop ℕ∞
inst✝ : CompleteSpace E
f : PartialHomeomorph E F
f₀' : E ≃L[𝕜] F
a : F
ha : a ∈ f.target
hf₀' : HasFDerivAt (↑f) (↑f₀') (↑f.symm a)
n : ℕ
IH : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f) (↑f.symm a) → ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f.symm) a
hf : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n.succ) (↑f) (↑f.symm a)
f' : E → E →L[𝕜] F
hf' : ContDiffAt 𝕜 (↑n) f' (↑f.symm a)
u : Set E
hu : u ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
hff' : ∀ x ∈ u, HasFDerivAt (↑f) (f' x) x
eq_f₀' : f' (↑f.symm a) = ↑f₀'
h_nhds : {y | ∃ e, ↑e = f' y} ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
t : Set E
htu : t ⊆ u ∩ {y | ∃ e, ↑e = f' y}
ht : IsOpen t
htf : ↑f.symm a ∈ t
⊢ ∃ u ∈ 𝓝 a, ∀ x ∈ u, HasFDerivAt (↑f.symm) ((inverse ∘ f' ∘ ↑f.symm) x) x

Tactic:
use f.target ∩ f.symm ⁻¹' t

Result:
case h
𝕜 : Type u_1
inst✝⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝² : NormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 F
n✝ : WithTop ℕ∞
inst✝ : CompleteSpace E
f : PartialHomeomorph E F
f₀' : E ≃L[𝕜] F
a : F
ha : a ∈ f.target
hf₀' : HasFDerivAt (↑f) (↑f₀') (↑f.symm a)
n : ℕ
IH : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f) (↑f.symm a) → ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f.symm) a
hf : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n.succ) (↑f) (↑f.symm a)
f' : E → E →L[𝕜] F
hf' : ContDiffAt 𝕜 (↑n) f' (↑f.symm a)
u : Set E
hu : u ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
hff' : ∀ x ∈ u, HasFDerivAt (↑f) (f' x) x
eq_f₀' : f' (↑f.symm a) = ↑f₀'
h_nhds : {y | ∃ e, ↑e = f' y} ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
t : Set E
htu : t ⊆ u ∩ {y | ∃ e, ↑e = f' y}
ht : IsOpen t
htf : ↑f.symm a ∈ t
⊢ f.target ∩ ↑f.symm ⁻¹' t ∈ 𝓝 a ∧ ∀ x ∈ f.target ∩ ↑f.symm ⁻¹' t, HasFDerivAt (↑f.symm) ((inverse ∘ f' ∘ ↑f.symm) x) x

Proof state:
case htop
𝕜 : Type u_1
inst✝⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝² : NormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 F
n : WithTop ℕ∞
inst✝ : CompleteSpace E
f : PartialHomeomorph E F
f₀' : E ≃L[𝕜] F
a : F
ha : a ∈ f.target
hf₀' : HasFDerivAt (↑f) (↑f₀') (↑f.symm a)
Itop : ∀ (n : ℕ), ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f) (↑f.symm a) → ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f.symm) a
hf : ContDiffAt 𝕜 ∞ (↑f) (↑f.symm a)
⊢ ContDiffAt 𝕜 ∞ (↑f.symm) a

Tactic:
refine contDiffAt_infty.mpr ?_

Result:
case htop
𝕜 : Type u_1
inst✝⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝² : NormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 F
n : WithTop ℕ∞
inst✝ : CompleteSpace E
f : PartialHomeomorph E F
f₀' : E ≃L[𝕜] F
a : F
ha : a ∈ f.target
hf₀' : HasFDerivAt (↑f) (↑f₀') (↑f.symm a)
Itop : ∀ (n : ℕ), ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f) (↑f.symm a) → ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f.symm) a
hf : ContDiffAt 𝕜 ∞ (↑f) (↑f.symm a)
⊢ ∀ (n : ℕ), ContDiffAt 𝕜 (↑n) (↑f.symm) a

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝² : NormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 F
n✝ : WithTop ℕ∞
inst✝ : CompleteSpace E
f : PartialHomeomorph E F
f₀' : E ≃L[𝕜] F
a : F
ha : a ∈ f.target
hf₀'✝ : HasFDerivAt (↑f) (↑f₀') (↑f.symm a)
n : ℕ
IH : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f) (↑f.symm a) → ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f.symm) a
hf : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n.succ) (↑f) (↑f.symm a)
f' : E → E →L[𝕜] F
hf' : ContDiffAt 𝕜 (↑n) f' (↑f.symm a)
u : Set E
hu : u ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
hff' : ∀ x ∈ u, HasFDerivAt (↑f) (f' x) x
eq_f₀' : f' (↑f.symm a) = ↑f₀'
hf₀' : range ContinuousLinearEquiv.toContinuousLinearMap ∈ 𝓝 (f' (↑f.symm a))
⊢ {y | ∃ e, ↑e = f' y} ∈ 𝓝 (↑f.symm a)

Tactic:
exact hf'.continuousAt.preimage_mem_nhds hf₀'

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝² : NormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 F
n✝ : WithTop ℕ∞
inst✝ : CompleteSpace E
f : PartialHomeomorph E F
f₀' : E ≃L[𝕜] F
a : F
ha : a ∈ f.target
hf₀' : HasFDerivAt (↑f) (↑f₀') (↑f.symm a)
n : ℕ
IH : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f) (↑f.symm a) → ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f.symm) a
hf : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n.succ) (↑f) (↑f.symm a)
f' : E → E →L[𝕜] F
hf' : ContDiffAt 𝕜 (↑n) f' (↑f.symm a)
u : Set E
hu : u ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
hff' : ∀ x ∈ u, HasFDerivAt (↑f) (f' x) x
eq_f₀' : f' (↑f.symm a) = ↑f₀'
⊢ ContDiffAt 𝕜 (↑n) inverse (f' (↑f.symm a))

Tactic:
rw [eq_f₀']

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁵ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝² : NormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 F
n✝ : WithTop ℕ∞
inst✝ : CompleteSpace E
f : PartialHomeomorph E F
f₀' : E ≃L[𝕜] F
a : F
ha : a ∈ f.target
hf₀' : HasFDerivAt (↑f) (↑f₀') (↑f.symm a)
n : ℕ
IH : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f) (↑f.symm a) → ContDiffAt 𝕜 (↑↑n) (↑f.symm) a
hf : ContDiffAt 𝕜 (↑↑n.succ) (↑f) (↑f.symm a)
f' : E → E →L[𝕜] F
hf' : ContDiffAt 𝕜 (↑n) f' (↑f.symm a)
u : Set E
hu : u ∈ 𝓝 (↑f.symm a)
hff' : ∀ x ∈ u, HasFDerivAt (↑f) (f' x) x
eq_f₀' : f' (↑f.symm a) = ↑f₀'
⊢ ContDiffAt 𝕜 (↑n) inverse ↑f₀'