-- Mathlib/Analysis/Calculus/FDeriv/Measurable.lean
theorem mem_A_of_differentiable {ε : ℝ} (hε : 0 < ε) {x : ℝ}
    (hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x) :
    ∃ R > 0, ∀ r ∈ Ioo (0 : ℝ) R, x ∈ A f (derivWithin f (Ici x) x) r ε

Proof state:
case intro.intro
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this✝ : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
m : ℝ
xm : m ∈ Ioi x
hm : Ico x m ⊆ {x_1 | (fun x_2 => ‖f x_2 - f x - (x_2 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε / 2 * ‖x_2 - x‖) x_1}
r : ℝ
hr : r ∈ Ioo 0 (m - x)
this : r ∈ Ioc (r / 2) r
⊢ x ∈ A f (derivWithin f (Ici x) x) r ε

Tactic:
refine ⟨r, this, fun y hy z hz => ?_⟩

Result:
case intro.intro
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this✝ : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
m : ℝ
xm : m ∈ Ioi x
hm : Ico x m ⊆ {x_1 | (fun x_2 => ‖f x_2 - f x - (x_2 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε / 2 * ‖x_2 - x‖) x_1}
r : ℝ
hr : r ∈ Ioo 0 (m - x)
this : r ∈ Ioc (r / 2) r
y : ℝ
hy : y ∈ Icc x (x + r)
z : ℝ
hz : z ∈ Icc x (x + r)
⊢ ‖f z - f y - (z - y) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε * r

Proof state:
case h₂.h
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this✝ : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
m : ℝ
xm : m ∈ Ioi x
hm : Ico x m ⊆ {x_1 | (fun x_2 => ‖f x_2 - f x - (x_2 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε / 2 * ‖x_2 - x‖) x_1}
r : ℝ
hr : r ∈ Ioo 0 (m - x)
this : r ∈ Ioc (r / 2) r
y : ℝ
hy : y ∈ Icc x (x + r)
z : ℝ
hz : z ∈ Icc x (x + r)
⊢ ‖y - x‖ ≤ r

Tactic:
rw [Real.norm_of_nonneg] <;> linarith [hy.1, hy.2]

Result:
no goals

Proof state:
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this : HasDerivWithinAt f (derivWithin f (Ici x) x) (Ici x) x
⊢ ∃ R > 0, ∀ r ∈ Ioo 0 R, x ∈ A f (derivWithin f (Ici x) x) r ε

Tactic:
simp_rw [hasDerivWithinAt_iff_isLittleO, isLittleO_iff] at this

Result:
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
⊢ ∃ R > 0, ∀ r ∈ Ioo 0 R, x ∈ A f (derivWithin f (Ici x) x) r ε

Proof state:
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this✝ : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
m : ℝ
xm : m ∈ Ioi x
hm : Ico x m ⊆ {x_1 | (fun x_2 => ‖f x_2 - f x - (x_2 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε / 2 * ‖x_2 - x‖) x_1}
r : ℝ
hr : r ∈ Ioo 0 (m - x)
this : r ∈ Ioc (r / 2) r
y : ℝ
hy : y ∈ Icc x (x + r)
z : ℝ
hz : z ∈ Icc x (x + r)
⊢ x + r < m

Tactic:
linarith [hr.2]

Result:
no goals

Proof state:
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this✝ : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
m : ℝ
xm : m ∈ Ioi x
hm : Ico x m ⊆ {x_1 | (fun x_2 => ‖f x_2 - f x - (x_2 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε / 2 * ‖x_2 - x‖) x_1}
r : ℝ
hr : r ∈ Ioo 0 (m - x)
this : r ∈ Ioc (r / 2) r
y : ℝ
hy : y ∈ Icc x (x + r)
z : ℝ
hz : z ∈ Icc x (x + r)
⊢ ε / 2 * ‖z - x‖ + ε / 2 * ‖y - x‖ ≤ ε / 2 * r + ε / 2 * r

Tactic:
gcongr

Result:
case h₁.h
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this✝ : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
m : ℝ
xm : m ∈ Ioi x
hm : Ico x m ⊆ {x_1 | (fun x_2 => ‖f x_2 - f x - (x_2 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε / 2 * ‖x_2 - x‖) x_1}
r : ℝ
hr : r ∈ Ioo 0 (m - x)
this : r ∈ Ioc (r / 2) r
y : ℝ
hy : y ∈ Icc x (x + r)
z : ℝ
hz : z ∈ Icc x (x + r)
⊢ ‖z - x‖ ≤ r

case h₂.h
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this✝ : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
m : ℝ
xm : m ∈ Ioi x
hm : Ico x m ⊆ {x_1 | (fun x_2 => ‖f x_2 - f x - (x_2 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε / 2 * ‖x_2 - x‖) x_1}
r : ℝ
hr : r ∈ Ioo 0 (m - x)
this : r ∈ Ioc (r / 2) r
y : ℝ
hy : y ∈ Icc x (x + r)
z : ℝ
hz : z ∈ Icc x (x + r)
⊢ ‖y - x‖ ≤ r

Proof state:
case e_a
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this✝ : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
m : ℝ
xm : m ∈ Ioi x
hm : Ico x m ⊆ {x_1 | (fun x_2 => ‖f x_2 - f x - (x_2 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε / 2 * ‖x_2 - x‖) x_1}
r : ℝ
hr : r ∈ Ioo 0 (m - x)
this : r ∈ Ioc (r / 2) r
y : ℝ
hy : y ∈ Icc x (x + r)
z : ℝ
hz : z ∈ Icc x (x + r)
⊢ f z - f y - (z - y) • derivWithin f (Ici x) x =
    f z - f x - (z - x) • derivWithin f (Ici x) x - (f y - f x - (y - x) • derivWithin f (Ici x) x)

Tactic:
simp only [sub_smul]

Result:
case e_a
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this✝ : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
m : ℝ
xm : m ∈ Ioi x
hm : Ico x m ⊆ {x_1 | (fun x_2 => ‖f x_2 - f x - (x_2 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε / 2 * ‖x_2 - x‖) x_1}
r : ℝ
hr : r ∈ Ioo 0 (m - x)
this : r ∈ Ioc (r / 2) r
y : ℝ
hy : y ∈ Icc x (x + r)
z : ℝ
hz : z ∈ Icc x (x + r)
⊢ f z - f y - (z • derivWithin f (Ici x) x - y • derivWithin f (Ici x) x) =
    f z - f x - (z • derivWithin f (Ici x) x - x • derivWithin f (Ici x) x) -
      (f y - f x - (y • derivWithin f (Ici x) x - x • derivWithin f (Ici x) x))

Proof state:
case intro.intro
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
m : ℝ
xm : m ∈ Ioi x
hm : Ico x m ⊆ {x_1 | (fun x_2 => ‖f x_2 - f x - (x_2 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε / 2 * ‖x_2 - x‖) x_1}
⊢ ∃ R > 0, ∀ r ∈ Ioo 0 R, x ∈ A f (derivWithin f (Ici x) x) r ε

Tactic:
refine ⟨m - x, by linarith [show x < m from xm], fun r hr => ?_⟩

Result:
case intro.intro
F : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace ℝ F
f : ℝ → F
ε : ℝ
hε : 0 < ε
x : ℝ
hx : DifferentiableWithinAt ℝ f (Ici x) x
this : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x_1 : ℝ) in 𝓝[≥] x, ‖f x_1 - f x - (x_1 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ c * ‖x_1 - x‖
m : ℝ
xm : m ∈ Ioi x
hm : Ico x m ⊆ {x_1 | (fun x_2 => ‖f x_2 - f x - (x_2 - x) • derivWithin f (Ici x) x‖ ≤ ε / 2 * ‖x_2 - x‖) x_1}
r : ℝ
hr : r ∈ Ioo 0 (m - x)
⊢ x ∈ A f (derivWithin f (Ici x) x) r ε