-- Mathlib/Analysis/Convolution.lean
theorem contDiffOn_convolution_right_with_param_comp {n : ℕ∞} (L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F) {s : Set P}
    {v : P → G} (hv : ContDiffOn 𝕜 n v s) {f : G → E} {g : P → G → E'} {k : Set G} (hs : IsOpen s)
    (hk : IsCompact k) (hgs : ∀ p, ∀ x, p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0) (hf : LocallyIntegrable f μ)
    (hg : ContDiffOn 𝕜 n (↿g) (s ×ˢ univ)) : ContDiffOn 𝕜 n (fun x => (f ⋆[L, μ] g x) (v x)) s

Proof state:
𝕜 : Type u𝕜
G : Type uG
E : Type uE
E' : Type uE'
F : Type uF
P : Type uP
inst✝¹³ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹² : NormedAddCommGroup E'
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝¹⁰ : RCLike 𝕜
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E'
inst✝⁷ : NormedSpace ℝ F
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 F
inst✝⁵ : MeasurableSpace G
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : BorelSpace G
inst✝² : NormedSpace 𝕜 G
inst✝¹ : NormedAddCommGroup P
inst✝ : NormedSpace 𝕜 P
μ : Measure G
n : ℕ∞
L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F
s : Set P
v : P → G
hv : ContDiffOn 𝕜 (↑n) v s
f : G → E
g : P → G → E'
k : Set G
hs : IsOpen s
hk : IsCompact k
hgs : ∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0
hf : LocallyIntegrable f μ
hg : ContDiffOn 𝕜 (↑n) (↿g) (s ×ˢ univ)
⊢ ContDiffOn 𝕜 (↑n) (fun x => (f ⋆[L, μ] g x) (v x)) s

Tactic:
apply (contDiffOn_convolution_right_with_param L hs hk hgs hf hg).comp (contDiffOn_id.prod hv)

Result:
𝕜 : Type u𝕜
G : Type uG
E : Type uE
E' : Type uE'
F : Type uF
P : Type uP
inst✝¹³ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹² : NormedAddCommGroup E'
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝¹⁰ : RCLike 𝕜
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E'
inst✝⁷ : NormedSpace ℝ F
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 F
inst✝⁵ : MeasurableSpace G
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : BorelSpace G
inst✝² : NormedSpace 𝕜 G
inst✝¹ : NormedAddCommGroup P
inst✝ : NormedSpace 𝕜 P
μ : Measure G
n : ℕ∞
L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F
s : Set P
v : P → G
hv : ContDiffOn 𝕜 (↑n) v s
f : G → E
g : P → G → E'
k : Set G
hs : IsOpen s
hk : IsCompact k
hgs : ∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0
hf : LocallyIntegrable f μ
hg : ContDiffOn 𝕜 (↑n) (↿g) (s ×ˢ univ)
⊢ MapsTo (fun x => (_root_.id x, v x)) s (s ×ˢ univ)

Proof state:
𝕜 : Type u𝕜
G : Type uG
E : Type uE
E' : Type uE'
F : Type uF
P : Type uP
inst✝¹³ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹² : NormedAddCommGroup E'
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝¹⁰ : RCLike 𝕜
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E'
inst✝⁷ : NormedSpace ℝ F
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 F
inst✝⁵ : MeasurableSpace G
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : BorelSpace G
inst✝² : NormedSpace 𝕜 G
inst✝¹ : NormedAddCommGroup P
inst✝ : NormedSpace 𝕜 P
μ : Measure G
n : ℕ∞
L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F
s : Set P
v : P → G
hv : ContDiffOn 𝕜 (↑n) v s
f : G → E
g : P → G → E'
k : Set G
hs : IsOpen s
hk : IsCompact k
hgs : ∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0
hf : LocallyIntegrable f μ
hg : ContDiffOn 𝕜 (↑n) (↿g) (s ×ˢ univ)
x : P
hx : x ∈ s
⊢ (fun x => (_root_.id x, v x)) x ∈ s ×ˢ univ

Tactic:
simp only [hx, mem_preimage, prod_mk_mem_set_prod_eq, mem_univ, and_self_iff, _root_.id]

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u𝕜
G : Type uG
E : Type uE
E' : Type uE'
F : Type uF
P : Type uP
inst✝¹³ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹² : NormedAddCommGroup E'
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝¹⁰ : RCLike 𝕜
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E'
inst✝⁷ : NormedSpace ℝ F
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 F
inst✝⁵ : MeasurableSpace G
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : BorelSpace G
inst✝² : NormedSpace 𝕜 G
inst✝¹ : NormedAddCommGroup P
inst✝ : NormedSpace 𝕜 P
μ : Measure G
n : ℕ∞
L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F
s : Set P
v : P → G
hv : ContDiffOn 𝕜 (↑n) v s
f : G → E
g : P → G → E'
k : Set G
hs : IsOpen s
hk : IsCompact k
hgs : ∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0
hf : LocallyIntegrable f μ
hg : ContDiffOn 𝕜 (↑n) (↿g) (s ×ˢ univ)
⊢ MapsTo (fun x => (_root_.id x, v x)) s (s ×ˢ univ)

Tactic:
intro x hx

Result:
𝕜 : Type u𝕜
G : Type uG
E : Type uE
E' : Type uE'
F : Type uF
P : Type uP
inst✝¹³ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹² : NormedAddCommGroup E'
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝¹⁰ : RCLike 𝕜
inst✝⁹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E'
inst✝⁷ : NormedSpace ℝ F
inst✝⁶ : NormedSpace 𝕜 F
inst✝⁵ : MeasurableSpace G
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup G
inst✝³ : BorelSpace G
inst✝² : NormedSpace 𝕜 G
inst✝¹ : NormedAddCommGroup P
inst✝ : NormedSpace 𝕜 P
μ : Measure G
n : ℕ∞
L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F
s : Set P
v : P → G
hv : ContDiffOn 𝕜 (↑n) v s
f : G → E
g : P → G → E'
k : Set G
hs : IsOpen s
hk : IsCompact k
hgs : ∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0
hf : LocallyIntegrable f μ
hg : ContDiffOn 𝕜 (↑n) (↿g) (s ×ˢ univ)
x : P
hx : x ∈ s
⊢ (fun x => (_root_.id x, v x)) x ∈ s ×ˢ univ