-- Mathlib/Analysis/Convolution.lean
theorem contDiffOn_convolution_right_with_param_aux {G : Type uP} {E' : Type uP} {F : Type uP}
    {P : Type uP} [NormedAddCommGroup E'] [NormedAddCommGroup F] [NormedSpace 𝕜 E']
    [NormedSpace ℝ F] [NormedSpace 𝕜 F] [MeasurableSpace G]
    {μ : Measure G}
    [NormedAddCommGroup G] [BorelSpace G] [NormedSpace 𝕜 G] [NormedAddCommGroup P] [NormedSpace 𝕜 P]
    {f : G → E} {n : ℕ∞} (L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F) {g : P → G → E'} {s : Set P} {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 q : P × G => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (s ×ˢ univ)

Proof state:
case hsuc
𝕜 : Type u𝕜
E : Type uE
inst✝¹³ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹² : RCLike 𝕜
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜 E
G P : Type uP
inst✝¹⁰ : MeasurableSpace G
μ : Measure G
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁸ : BorelSpace G
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 G
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup P
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 P
f : G → E
s : Set P
k : Set G
hs : IsOpen s
hk : IsCompact k
hf : LocallyIntegrable f μ
n : ℕ
ih :
  ∀ {E' F : Type uP} [inst : NormedAddCommGroup E'] [inst_1 : NormedAddCommGroup F] [inst_2 : NormedSpace 𝕜 E']
    [inst_3 : NormedSpace ℝ F] [inst_4 : NormedSpace 𝕜 F] (L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F) {g : P → G → E'},
    (∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0) →
      ContDiffOn 𝕜 (↑↑n) (↿g) (s ×ˢ univ) → ContDiffOn 𝕜 (↑↑n) (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (s ×ˢ univ)
E' F : Type uP
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E'
inst✝¹ : NormedSpace ℝ F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F
g : P → G → E'
hgs : ∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0
hg : ContDiffOn 𝕜 (↑n + 1) (↿g) (s ×ˢ univ)
f' : P → G → P × G →L[𝕜] F := fun p a => (f ⋆[precompR (P × G) L, μ] fun x => fderiv 𝕜 (uncurry g) (p, x)) a
⊢ ContDiffOn 𝕜 (↑n + 1) (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (s ×ˢ univ)

Tactic:
have A : ∀ q₀ : P × G, q₀.1 ∈ s →
    HasFDerivAt (fun q : P × G => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (f' q₀.1 q₀.2) q₀ :=
  hasFDerivAt_convolution_right_with_param L hs hk hgs hf hg.one_of_succ

Result:
case hsuc
𝕜 : Type u𝕜
E : Type uE
inst✝¹³ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹² : RCLike 𝕜
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜 E
G P : Type uP
inst✝¹⁰ : MeasurableSpace G
μ : Measure G
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁸ : BorelSpace G
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 G
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup P
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 P
f : G → E
s : Set P
k : Set G
hs : IsOpen s
hk : IsCompact k
hf : LocallyIntegrable f μ
n : ℕ
ih :
  ∀ {E' F : Type uP} [inst : NormedAddCommGroup E'] [inst_1 : NormedAddCommGroup F] [inst_2 : NormedSpace 𝕜 E']
    [inst_3 : NormedSpace ℝ F] [inst_4 : NormedSpace 𝕜 F] (L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F) {g : P → G → E'},
    (∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0) →
      ContDiffOn 𝕜 (↑↑n) (↿g) (s ×ˢ univ) → ContDiffOn 𝕜 (↑↑n) (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (s ×ˢ univ)
E' F : Type uP
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E'
inst✝¹ : NormedSpace ℝ F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F
g : P → G → E'
hgs : ∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0
hg : ContDiffOn 𝕜 (↑n + 1) (↿g) (s ×ˢ univ)
f' : P → G → P × G →L[𝕜] F := fun p a => (f ⋆[precompR (P × G) L, μ] fun x => fderiv 𝕜 (uncurry g) (p, x)) a
A : ∀ (q₀ : P × G), q₀.1 ∈ s → HasFDerivAt (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (f' q₀.1 q₀.2) q₀
⊢ ContDiffOn 𝕜 (↑n + 1) (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (s ×ˢ univ)

Proof state:
case hsuc
𝕜 : Type u𝕜
E : Type uE
inst✝¹³ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹² : RCLike 𝕜
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜 E
G P : Type uP
inst✝¹⁰ : MeasurableSpace G
μ : Measure G
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁸ : BorelSpace G
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 G
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup P
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 P
f : G → E
s : Set P
k : Set G
hs : IsOpen s
hk : IsCompact k
hf : LocallyIntegrable f μ
n : ℕ
ih :
  ∀ {E' F : Type uP} [inst : NormedAddCommGroup E'] [inst_1 : NormedAddCommGroup F] [inst_2 : NormedSpace 𝕜 E']
    [inst_3 : NormedSpace ℝ F] [inst_4 : NormedSpace 𝕜 F] (L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F) {g : P → G → E'},
    (∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0) →
      ContDiffOn 𝕜 (↑↑n) (↿g) (s ×ˢ univ) → ContDiffOn 𝕜 (↑↑n) (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (s ×ˢ univ)
E' F : Type uP
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E'
inst✝¹ : NormedSpace ℝ F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F
g : P → G → E'
hgs : ∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0
hg : ContDiffOn 𝕜 (↑↑n.succ) (↿g) (s ×ˢ univ)
⊢ ContDiffOn 𝕜 (↑↑n.succ) (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (s ×ˢ univ)

Tactic:
simp only [Nat.succ_eq_add_one, Nat.cast_add, Nat.cast_one, WithTop.coe_add,
  WithTop.coe_natCast, WithTop.coe_one] at hg ⊢

Result:
case hsuc
𝕜 : Type u𝕜
E : Type uE
inst✝¹³ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹² : RCLike 𝕜
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜 E
G P : Type uP
inst✝¹⁰ : MeasurableSpace G
μ : Measure G
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁸ : BorelSpace G
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 G
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup P
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 P
f : G → E
s : Set P
k : Set G
hs : IsOpen s
hk : IsCompact k
hf : LocallyIntegrable f μ
n : ℕ
ih :
  ∀ {E' F : Type uP} [inst : NormedAddCommGroup E'] [inst_1 : NormedAddCommGroup F] [inst_2 : NormedSpace 𝕜 E']
    [inst_3 : NormedSpace ℝ F] [inst_4 : NormedSpace 𝕜 F] (L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F) {g : P → G → E'},
    (∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0) →
      ContDiffOn 𝕜 (↑↑n) (↿g) (s ×ˢ univ) → ContDiffOn 𝕜 (↑↑n) (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (s ×ˢ univ)
E' F : Type uP
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E'
inst✝¹ : NormedSpace ℝ F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F
g : P → G → E'
hgs : ∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0
hg : ContDiffOn 𝕜 (↑n + 1) (↿g) (s ×ˢ univ)
⊢ ContDiffOn 𝕜 (↑n + 1) (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (s ×ˢ univ)

Proof state:
case mk.intro
𝕜 : Type u𝕜
E : Type uE
inst✝¹³ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹² : RCLike 𝕜
inst✝¹¹ : NormedSpace 𝕜 E
G P : Type uP
inst✝¹⁰ : MeasurableSpace G
μ : Measure G
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup G
inst✝⁸ : BorelSpace G
inst✝⁷ : NormedSpace 𝕜 G
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup P
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 P
f : G → E
s : Set P
k : Set G
hs : IsOpen s
hk : IsCompact k
hf : LocallyIntegrable f μ
n : ℕ
ih :
  ∀ {E' F : Type uP} [inst : NormedAddCommGroup E'] [inst_1 : NormedAddCommGroup F] [inst_2 : NormedSpace 𝕜 E']
    [inst_3 : NormedSpace ℝ F] [inst_4 : NormedSpace 𝕜 F] (L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F) {g : P → G → E'},
    (∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0) →
      ContDiffOn 𝕜 (↑↑n) (↿g) (s ×ˢ univ) → ContDiffOn 𝕜 (↑↑n) (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (s ×ˢ univ)
E' F : Type uP
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E'
inst✝¹ : NormedSpace ℝ F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
L : E →L[𝕜] E' →L[𝕜] F
g : P → G → E'
hgs : ∀ (p : P) (x : G), p ∈ s → x ∉ k → g p x = 0
hg :
  DifferentiableOn 𝕜 (↿g) (s ×ˢ univ) ∧
    (↑n = ⊤ → AnalyticOn 𝕜 (↿g) (s ×ˢ univ)) ∧ ContDiffOn 𝕜 (↑n) (fderiv 𝕜 ↿g) (s ×ˢ univ)
f' : P → G → P × G →L[𝕜] F := fun p a => (f ⋆[precompR (P × G) L, μ] fun x => fderiv 𝕜 (uncurry g) (p, x)) a
A : ∀ (q₀ : P × G), q₀.1 ∈ s → HasFDerivAt (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (f' q₀.1 q₀.2) q₀
H : ContDiffOn 𝕜 (↑n) (↿f') (s ×ˢ univ)
p : P
x : G
hp : (p, x).1 ∈ s
⊢ fderiv 𝕜 (fun q => (f ⋆[L, μ] g q.1) q.2) (p, x) = (↿f') (p, x)

Tactic:
exact (A (p, x) hp).fderiv

Result:
no goals