-- Mathlib/Topology/Algebra/UniformGroup/Defs.lean
theorem extend_Z_bilin_aux (x₀ : α) (y₁ : δ) : ∃ U₂ ∈ comap e (𝓝 x₀), ∀ x ∈ U₂, ∀ x' ∈ U₂,
    (fun p : β × δ => φ p.1 p.2) (x' - x, y₁) ∈ W'

Proof state:
α : Type u_1
β : Type u_2
δ : Type u_4
G : Type u_5
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : AddCommGroup α
inst✝⁶ : IsTopologicalAddGroup α
inst✝⁵ : TopologicalSpace β
inst✝⁴ : AddCommGroup β
inst✝³ : TopologicalSpace δ
inst✝² : AddCommGroup δ
inst✝¹ : UniformSpace G
inst✝ : AddCommGroup G
e : β →+ α
de : IsDenseInducing ⇑e
φ : β →+ δ →+ G
hφ : Continuous fun p => (φ p.1) p.2
W' : Set G
W'_nhd : W' ∈ 𝓝 0
x₀ : α
y₁ : δ
Nx : Filter α := 𝓝 x₀
⊢ ∃ U₂ ∈ comap (⇑e) (𝓝 x₀), ∀ x ∈ U₂, ∀ x' ∈ U₂, (fun p => (φ p.1) p.2) (x' - x, y₁) ∈ W'

Tactic:
let ee := fun u : β × β => (e u.1, e u.2)

Result:
α : Type u_1
β : Type u_2
δ : Type u_4
G : Type u_5
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : AddCommGroup α
inst✝⁶ : IsTopologicalAddGroup α
inst✝⁵ : TopologicalSpace β
inst✝⁴ : AddCommGroup β
inst✝³ : TopologicalSpace δ
inst✝² : AddCommGroup δ
inst✝¹ : UniformSpace G
inst✝ : AddCommGroup G
e : β →+ α
de : IsDenseInducing ⇑e
φ : β →+ δ →+ G
hφ : Continuous fun p => (φ p.1) p.2
W' : Set G
W'_nhd : W' ∈ 𝓝 0
x₀ : α
y₁ : δ
Nx : Filter α := 𝓝 x₀
ee : β × β → α × α := fun u => (e u.1, e u.2)
⊢ ∃ U₂ ∈ comap (⇑e) (𝓝 x₀), ∀ x ∈ U₂, ∀ x' ∈ U₂, (fun p => (φ p.1) p.2) (x' - x, y₁) ∈ W'

Proof state:
α : Type u_1
β : Type u_2
δ : Type u_4
G : Type u_5
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : AddCommGroup α
inst✝⁶ : IsTopologicalAddGroup α
inst✝⁵ : TopologicalSpace β
inst✝⁴ : AddCommGroup β
inst✝³ : TopologicalSpace δ
inst✝² : AddCommGroup δ
inst✝¹ : UniformSpace G
inst✝ : AddCommGroup G
e : β →+ α
de : IsDenseInducing ⇑e
φ : β →+ δ →+ G
hφ : Continuous fun p => (φ p.1) p.2
W' : Set G
W'_nhd : W' ∈ 𝓝 0
x₀ : α
y₁ : δ
Nx : Filter α := 𝓝 x₀
ee : β × β → α × α := fun u => (e u.1, e u.2)
this : Tendsto (fun x => (x.2 - x.1, y₁)) (comap (fun p => (e p.1, e p.2)) (𝓝 (x₀, x₀))) (𝓝 0 ×ˢ 𝓝 y₁)
⊢ Tendsto (fun a => (a.2 - a.1, y₁)) (comap (fun p => (e p.1, e p.2)) (𝓝 (x₀, x₀))) (𝓝 0 ×ˢ 𝓝 y₁)

Tactic:
exact (this :)

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
β : Type u_2
δ : Type u_4
G : Type u_5
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : AddCommGroup α
inst✝⁶ : IsTopologicalAddGroup α
inst✝⁵ : TopologicalSpace β
inst✝⁴ : AddCommGroup β
inst✝³ : TopologicalSpace δ
inst✝² : AddCommGroup δ
inst✝¹ : UniformSpace G
inst✝ : AddCommGroup G
e : β →+ α
de : IsDenseInducing ⇑e
φ : β →+ δ →+ G
hφ : Continuous fun p => (φ p.1) p.2
W' : Set G
W'_nhd : W' ∈ 𝓝 0
x₀ : α
y₁ : δ
Nx : Filter α := 𝓝 x₀
ee : β × β → α × α := fun u => (e u.1, e u.2)
lim1 : Tendsto (fun a => (a.2 - a.1, y₁)) (comap (⇑e) Nx ×ˢ comap (⇑e) Nx) (𝓝 (0, y₁))
⊢ ∃ U₂ ∈ comap (⇑e) (𝓝 x₀), ∀ x ∈ U₂, ∀ x' ∈ U₂, (fun p => (φ p.1) p.2) (x' - x, y₁) ∈ W'

Tactic:
have lim2 : Tendsto (fun p : β × δ => φ p.1 p.2) (𝓝 (0, y₁)) (𝓝 0) := by
  simpa using hφ.tendsto (0, y₁)

Result:
α : Type u_1
β : Type u_2
δ : Type u_4
G : Type u_5
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : AddCommGroup α
inst✝⁶ : IsTopologicalAddGroup α
inst✝⁵ : TopologicalSpace β
inst✝⁴ : AddCommGroup β
inst✝³ : TopologicalSpace δ
inst✝² : AddCommGroup δ
inst✝¹ : UniformSpace G
inst✝ : AddCommGroup G
e : β →+ α
de : IsDenseInducing ⇑e
φ : β →+ δ →+ G
hφ : Continuous fun p => (φ p.1) p.2
W' : Set G
W'_nhd : W' ∈ 𝓝 0
x₀ : α
y₁ : δ
Nx : Filter α := 𝓝 x₀
ee : β × β → α × α := fun u => (e u.1, e u.2)
lim1 : Tendsto (fun a => (a.2 - a.1, y₁)) (comap (⇑e) Nx ×ˢ comap (⇑e) Nx) (𝓝 (0, y₁))
lim2 : Tendsto (fun p => (φ p.1) p.2) (𝓝 (0, y₁)) (𝓝 0)
⊢ ∃ U₂ ∈ comap (⇑e) (𝓝 x₀), ∀ x ∈ U₂, ∀ x' ∈ U₂, (fun p => (φ p.1) p.2) (x' - x, y₁) ∈ W'

Proof state:
α : Type u_1
β : Type u_2
δ : Type u_4
G : Type u_5
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : AddCommGroup α
inst✝⁶ : IsTopologicalAddGroup α
inst✝⁵ : TopologicalSpace β
inst✝⁴ : AddCommGroup β
inst✝³ : TopologicalSpace δ
inst✝² : AddCommGroup δ
inst✝¹ : UniformSpace G
inst✝ : AddCommGroup G
e : β →+ α
de : IsDenseInducing ⇑e
φ : β →+ δ →+ G
hφ : Continuous fun p => (φ p.1) p.2
W' : Set G
W'_nhd : W' ∈ 𝓝 0
x₀ : α
y₁ : δ
Nx : Filter α := 𝓝 x₀
ee : β × β → α × α := fun u => (e u.1, e u.2)
lim1 : Tendsto (fun a => (a.2 - a.1, y₁)) (comap (⇑e) Nx ×ˢ comap (⇑e) Nx) (𝓝 (0, y₁))
lim2 : Tendsto (fun p => (φ p.1) p.2) (𝓝 (0, y₁)) (𝓝 0)
⊢ ∃ U₂ ∈ comap (⇑e) (𝓝 x₀), ∀ x ∈ U₂, ∀ x' ∈ U₂, (fun p => (φ p.1) p.2) (x' - x, y₁) ∈ W'

Tactic:
have lim := lim2.comp lim1

Result:
α : Type u_1
β : Type u_2
δ : Type u_4
G : Type u_5
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : AddCommGroup α
inst✝⁶ : IsTopologicalAddGroup α
inst✝⁵ : TopologicalSpace β
inst✝⁴ : AddCommGroup β
inst✝³ : TopologicalSpace δ
inst✝² : AddCommGroup δ
inst✝¹ : UniformSpace G
inst✝ : AddCommGroup G
e : β →+ α
de : IsDenseInducing ⇑e
φ : β →+ δ →+ G
hφ : Continuous fun p => (φ p.1) p.2
W' : Set G
W'_nhd : W' ∈ 𝓝 0
x₀ : α
y₁ : δ
Nx : Filter α := 𝓝 x₀
ee : β × β → α × α := fun u => (e u.1, e u.2)
lim1 : Tendsto (fun a => (a.2 - a.1, y₁)) (comap (⇑e) Nx ×ˢ comap (⇑e) Nx) (𝓝 (0, y₁))
lim2 : Tendsto (fun p => (φ p.1) p.2) (𝓝 (0, y₁)) (𝓝 0)
lim : Tendsto ((fun p => (φ p.1) p.2) ∘ fun a => (a.2 - a.1, y₁)) (comap (⇑e) Nx ×ˢ comap (⇑e) Nx) (𝓝 0)
⊢ ∃ U₂ ∈ comap (⇑e) (𝓝 x₀), ∀ x ∈ U₂, ∀ x' ∈ U₂, (fun p => (φ p.1) p.2) (x' - x, y₁) ∈ W'

Proof state:
α : Type u_1
β : Type u_2
δ : Type u_4
G : Type u_5
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : AddCommGroup α
inst✝⁶ : IsTopologicalAddGroup α
inst✝⁵ : TopologicalSpace β
inst✝⁴ : AddCommGroup β
inst✝³ : TopologicalSpace δ
inst✝² : AddCommGroup δ
inst✝¹ : UniformSpace G
inst✝ : AddCommGroup G
e : β →+ α
de : IsDenseInducing ⇑e
φ : β →+ δ →+ G
hφ : Continuous fun p => (φ p.1) p.2
W' : Set G
W'_nhd : W' ∈ 𝓝 0
x₀ : α
y₁ : δ
Nx : Filter α := 𝓝 x₀
ee : β × β → α × α := fun u => (e u.1, e u.2)
lim1 : Tendsto (fun a => (a.2 - a.1, y₁)) (comap (⇑e) Nx ×ˢ comap (⇑e) Nx) (𝓝 (0, y₁))
lim2 : Tendsto (fun p => (φ p.1) p.2) (𝓝 (0, y₁)) (𝓝 0)
lim :
  ∀ W ∈ 𝓝 0,
    ∃ U ∈ comap (⇑e) Nx, ∀ (x x' : β), x ∈ U → x' ∈ U → ((fun p => (φ p.1) p.2) ∘ fun a => (a.2 - a.1, y₁)) (x, x') ∈ W
⊢ ∃ U₂ ∈ comap (⇑e) (𝓝 x₀), ∀ x ∈ U₂, ∀ x' ∈ U₂, (fun p => (φ p.1) p.2) (x' - x, y₁) ∈ W'

Tactic:
simp_rw [forall_mem_comm]

Result:
α : Type u_1
β : Type u_2
δ : Type u_4
G : Type u_5
inst✝⁸ : TopologicalSpace α
inst✝⁷ : AddCommGroup α
inst✝⁶ : IsTopologicalAddGroup α
inst✝⁵ : TopologicalSpace β
inst✝⁴ : AddCommGroup β
inst✝³ : TopologicalSpace δ
inst✝² : AddCommGroup δ
inst✝¹ : UniformSpace G
inst✝ : AddCommGroup G
e : β →+ α
de : IsDenseInducing ⇑e
φ : β →+ δ →+ G
hφ : Continuous fun p => (φ p.1) p.2
W' : Set G
W'_nhd : W' ∈ 𝓝 0
x₀ : α
y₁ : δ
Nx : Filter α := 𝓝 x₀
ee : β × β → α × α := fun u => (e u.1, e u.2)
lim1 : Tendsto (fun a => (a.2 - a.1, y₁)) (comap (⇑e) Nx ×ˢ comap (⇑e) Nx) (𝓝 (0, y₁))
lim2 : Tendsto (fun p => (φ p.1) p.2) (𝓝 (0, y₁)) (𝓝 0)
lim :
  ∀ W ∈ 𝓝 0,
    ∃ U ∈ comap (⇑e) Nx, ∀ (x x' : β), x ∈ U → x' ∈ U → ((fun p => (φ p.1) p.2) ∘ fun a => (a.2 - a.1, y₁)) (x, x') ∈ W
⊢ ∃ U₂ ∈ comap (⇑e) (𝓝 x₀), ∀ (a b : β), a ∈ U₂ → b ∈ U₂ → (φ (b - a)) y₁ ∈ W'