-- Mathlib/Analysis/Calculus/ContDiff/Bounds.lean
theorem norm_iteratedFDerivWithin_clm_apply {f : E → F →L[𝕜] G} {g : E → F} {s : Set E} {x : E}
    {N : WithTop ℕ∞} {n : ℕ} (hf : ContDiffOn 𝕜 N f s) (hg : ContDiffOn 𝕜 N g s)
    (hs : UniqueDiffOn 𝕜 s) (hx : x ∈ s) (hn : n ≤ N) :
    ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 n (fun y => (f y) (g y)) s x‖ ≤
      ∑ i ∈ Finset.range (n + 1), ↑(n.choose i) * ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 i f s x‖ *
        ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 (n - i) g s x‖

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 F
G : Type uG
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : E → F →L[𝕜] G
g : E → F
s : Set E
x : E
N : WithTop ℕ∞
n : ℕ
hf : ContDiffOn 𝕜 N f s
hg : ContDiffOn 𝕜 N g s
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ s
hn : ↑n ≤ N
⊢ ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 n (fun y => (f y) (g y)) s x‖ ≤
    ∑ i ∈ Finset.range (n + 1),
      ↑(n.choose i) * ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 i f s x‖ * ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 (n - i) g s x‖

Tactic:
let B : (F →L[𝕜] G) →L[𝕜] F →L[𝕜] G := ContinuousLinearMap.flip (ContinuousLinearMap.apply 𝕜 G)

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 F
G : Type uG
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : E → F →L[𝕜] G
g : E → F
s : Set E
x : E
N : WithTop ℕ∞
n : ℕ
hf : ContDiffOn 𝕜 N f s
hg : ContDiffOn 𝕜 N g s
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ s
hn : ↑n ≤ N
B : (F →L[𝕜] G) →L[𝕜] F →L[𝕜] G := (ContinuousLinearMap.apply 𝕜 G).flip
⊢ ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 n (fun y => (f y) (g y)) s x‖ ≤
    ∑ i ∈ Finset.range (n + 1),
      ↑(n.choose i) * ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 i f s x‖ * ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 (n - i) g s x‖

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 F
G : Type uG
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : E → F →L[𝕜] G
g : E → F
s : Set E
x : E
N : WithTop ℕ∞
n : ℕ
hf : ContDiffOn 𝕜 N f s
hg : ContDiffOn 𝕜 N g s
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ s
hn : ↑n ≤ N
B : (F →L[𝕜] G) →L[𝕜] F →L[𝕜] G := (ContinuousLinearMap.apply 𝕜 G).flip
hB : ‖B‖ ≤ 1
⊢ ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 n (fun y => (f y) (g y)) s x‖ ≤
    ∑ i ∈ Finset.range (n + 1),
      ↑(n.choose i) * ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 i f s x‖ * ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 (n - i) g s x‖

Tactic:
exact B.norm_iteratedFDerivWithin_le_of_bilinear_of_le_one hf hg hs hx hn hB

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 F
G : Type uG
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : E → F →L[𝕜] G
g : E → F
s : Set E
x : E
N : WithTop ℕ∞
n : ℕ
hf : ContDiffOn 𝕜 N f s
hg : ContDiffOn 𝕜 N g s
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ s
hn : ↑n ≤ N
B : (F →L[𝕜] G) →L[𝕜] F →L[𝕜] G := (ContinuousLinearMap.apply 𝕜 G).flip
⊢ ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 n (fun y => (f y) (g y)) s x‖ ≤
    ∑ i ∈ Finset.range (n + 1),
      ↑(n.choose i) * ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 i f s x‖ * ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 (n - i) g s x‖

Tactic:
have hB : ‖B‖ ≤ 1 := by
  simp only [B, ContinuousLinearMap.opNorm_flip, ContinuousLinearMap.apply]
  refine ContinuousLinearMap.opNorm_le_bound _ zero_le_one fun f => ?_
  simp only [ContinuousLinearMap.coe_id', id, one_mul]
  rfl

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 F
G : Type uG
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : E → F →L[𝕜] G
g : E → F
s : Set E
x : E
N : WithTop ℕ∞
n : ℕ
hf : ContDiffOn 𝕜 N f s
hg : ContDiffOn 𝕜 N g s
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ s
hn : ↑n ≤ N
B : (F →L[𝕜] G) →L[𝕜] F →L[𝕜] G := (ContinuousLinearMap.apply 𝕜 G).flip
hB : ‖B‖ ≤ 1
⊢ ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 n (fun y => (f y) (g y)) s x‖ ≤
    ∑ i ∈ Finset.range (n + 1),
      ↑(n.choose i) * ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 i f s x‖ * ‖iteratedFDerivWithin 𝕜 (n - i) g s x‖

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 F
G : Type uG
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : E → F →L[𝕜] G
g : E → F
s : Set E
x : E
N : WithTop ℕ∞
n : ℕ
hf : ContDiffOn 𝕜 N f s
hg : ContDiffOn 𝕜 N g s
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ s
hn : ↑n ≤ N
B : (F →L[𝕜] G) →L[𝕜] F →L[𝕜] G := (ContinuousLinearMap.apply 𝕜 G).flip
⊢ ‖B‖ ≤ 1

Tactic:
simp only [B, ContinuousLinearMap.opNorm_flip, ContinuousLinearMap.apply]

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 F
G : Type uG
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : E → F →L[𝕜] G
g : E → F
s : Set E
x : E
N : WithTop ℕ∞
n : ℕ
hf : ContDiffOn 𝕜 N f s
hg : ContDiffOn 𝕜 N g s
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ s
hn : ↑n ≤ N
B : (F →L[𝕜] G) →L[𝕜] F →L[𝕜] G := (ContinuousLinearMap.apply 𝕜 G).flip
⊢ ‖ContinuousLinearMap.id 𝕜 (F →L[𝕜] G)‖ ≤ 1

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 F
G : Type uG
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f✝ : E → F →L[𝕜] G
g : E → F
s : Set E
x : E
N : WithTop ℕ∞
n : ℕ
hf : ContDiffOn 𝕜 N f✝ s
hg : ContDiffOn 𝕜 N g s
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ s
hn : ↑n ≤ N
B : (F →L[𝕜] G) →L[𝕜] F →L[𝕜] G := (ContinuousLinearMap.apply 𝕜 G).flip
f : F →L[𝕜] G
⊢ ‖(ContinuousLinearMap.id 𝕜 (F →L[𝕜] G)) f‖ ≤ 1 * ‖f‖

Tactic:
simp only [ContinuousLinearMap.coe_id', id, one_mul]

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 F
G : Type uG
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f✝ : E → F →L[𝕜] G
g : E → F
s : Set E
x : E
N : WithTop ℕ∞
n : ℕ
hf : ContDiffOn 𝕜 N f✝ s
hg : ContDiffOn 𝕜 N g s
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ s
hn : ↑n ≤ N
B : (F →L[𝕜] G) →L[𝕜] F →L[𝕜] G := (ContinuousLinearMap.apply 𝕜 G).flip
f : F →L[𝕜] G
⊢ ‖f‖ ≤ ‖f‖

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 F
G : Type uG
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f : E → F →L[𝕜] G
g : E → F
s : Set E
x : E
N : WithTop ℕ∞
n : ℕ
hf : ContDiffOn 𝕜 N f s
hg : ContDiffOn 𝕜 N g s
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ s
hn : ↑n ≤ N
B : (F →L[𝕜] G) →L[𝕜] F →L[𝕜] G := (ContinuousLinearMap.apply 𝕜 G).flip
⊢ ‖ContinuousLinearMap.id 𝕜 (F →L[𝕜] G)‖ ≤ 1

Tactic:
refine ContinuousLinearMap.opNorm_le_bound _ zero_le_one fun f => ?_

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝⁶ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type uE
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 E
F : Type uF
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 F
G : Type uG
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace 𝕜 G
f✝ : E → F →L[𝕜] G
g : E → F
s : Set E
x : E
N : WithTop ℕ∞
n : ℕ
hf : ContDiffOn 𝕜 N f✝ s
hg : ContDiffOn 𝕜 N g s
hs : UniqueDiffOn 𝕜 s
hx : x ∈ s
hn : ↑n ≤ N
B : (F →L[𝕜] G) →L[𝕜] F →L[𝕜] G := (ContinuousLinearMap.apply 𝕜 G).flip
f : F →L[𝕜] G
⊢ ‖(ContinuousLinearMap.id 𝕜 (F →L[𝕜] G)) f‖ ≤ 1 * ‖f‖