-- Mathlib/Geometry/Manifold/MFDeriv/Basic.lean
theorem mdifferentiableWithinAt_iff_image {x : M} (he : e ∈ maximalAtlas I 1 M)
    (he' : e' ∈ maximalAtlas I' 1 M') (hs : s ⊆ e.source) (hx : x ∈ e.source)
    (hy : f x ∈ e'.source) :
    MDifferentiableWithinAt I I' f s x ↔
      ContinuousWithinAt f s x ∧
        DifferentiableWithinAt 𝕜 (e'.extend I' ∘ f ∘ (e.extend I).symm) (e.extend I '' s)
          (e.extend I x)

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁹ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁸ : TopologicalSpace M
inst✝⁷ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝⁴ : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝³ : TopologicalSpace M'
inst✝² : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
s : Set M
e : PartialHomeomorph M H
e' : PartialHomeomorph M' H'
inst✝¹ : IsManifold I 1 M
inst✝ : IsManifold I' 1 M'
x : M
he : e ∈ maximalAtlas I 1 M
he' : e' ∈ maximalAtlas I' 1 M'
hs : s ⊆ e.source
hx : x ∈ e.source
hy : f x ∈ e'.source
⊢ MDifferentiableWithinAt I I' f s x ↔
    ContinuousWithinAt f s x ∧
      DifferentiableWithinAt 𝕜 (↑(e'.extend I') ∘ f ∘ ↑(e.extend I).symm) (↑(e.extend I) '' s) (↑(e.extend I) x)

Tactic:
rw [mdifferentiableWithinAt_iff_of_mem_maximalAtlas he he' hx hy, and_congr_right_iff]

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁹ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁸ : TopologicalSpace M
inst✝⁷ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝⁴ : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝³ : TopologicalSpace M'
inst✝² : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
s : Set M
e : PartialHomeomorph M H
e' : PartialHomeomorph M' H'
inst✝¹ : IsManifold I 1 M
inst✝ : IsManifold I' 1 M'
x : M
he : e ∈ maximalAtlas I 1 M
he' : e' ∈ maximalAtlas I' 1 M'
hs : s ⊆ e.source
hx : x ∈ e.source
hy : f x ∈ e'.source
⊢ ContinuousWithinAt f s x →
    (DifferentiableWithinAt 𝕜 (↑(e'.extend I') ∘ f ∘ ↑(e.extend I).symm) (↑(e.extend I).symm ⁻¹' s ∩ range ↑I)
        (↑(e.extend I) x) ↔
      DifferentiableWithinAt 𝕜 (↑(e'.extend I') ∘ f ∘ ↑(e.extend I).symm) (↑(e.extend I) '' s) (↑(e.extend I) x))

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁹ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁸ : TopologicalSpace M
inst✝⁷ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝⁴ : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝³ : TopologicalSpace M'
inst✝² : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
s : Set M
e : PartialHomeomorph M H
e' : PartialHomeomorph M' H'
inst✝¹ : IsManifold I 1 M
inst✝ : IsManifold I' 1 M'
x : M
he : e ∈ maximalAtlas I 1 M
he' : e' ∈ maximalAtlas I' 1 M'
hs : s ⊆ e.source
hx : x ∈ e.source
hy : f x ∈ e'.source
x✝ : ContinuousWithinAt f s x
⊢ 𝓝[↑(e.extend I).symm ⁻¹' s ∩ range ↑I] ↑(e.extend I) x = 𝓝[↑(e.extend I) '' s] ↑(e.extend I) x

Tactic:
simp_rw [nhdsWithin_eq_iff_eventuallyEq, e.extend_symm_preimage_inter_range_eventuallyEq hs hx]

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁹ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁸ : TopologicalSpace M
inst✝⁷ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝⁴ : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝³ : TopologicalSpace M'
inst✝² : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
s : Set M
e : PartialHomeomorph M H
e' : PartialHomeomorph M' H'
inst✝¹ : IsManifold I 1 M
inst✝ : IsManifold I' 1 M'
x : M
he : e ∈ maximalAtlas I 1 M
he' : e' ∈ maximalAtlas I' 1 M'
hs : s ⊆ e.source
hx : x ∈ e.source
hy : f x ∈ e'.source
⊢ ContinuousWithinAt f s x →
    (DifferentiableWithinAt 𝕜 (↑(e'.extend I') ∘ f ∘ ↑(e.extend I).symm) (↑(e.extend I).symm ⁻¹' s ∩ range ↑I)
        (↑(e.extend I) x) ↔
      DifferentiableWithinAt 𝕜 (↑(e'.extend I') ∘ f ∘ ↑(e.extend I).symm) (↑(e.extend I) '' s) (↑(e.extend I) x))

Tactic:
refine fun _ => differentiableWithinAt_congr_nhds ?_

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝¹⁰ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁹ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁸ : TopologicalSpace M
inst✝⁷ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁶ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁵ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝⁴ : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝³ : TopologicalSpace M'
inst✝² : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
s : Set M
e : PartialHomeomorph M H
e' : PartialHomeomorph M' H'
inst✝¹ : IsManifold I 1 M
inst✝ : IsManifold I' 1 M'
x : M
he : e ∈ maximalAtlas I 1 M
he' : e' ∈ maximalAtlas I' 1 M'
hs : s ⊆ e.source
hx : x ∈ e.source
hy : f x ∈ e'.source
x✝ : ContinuousWithinAt f s x
⊢ 𝓝[↑(e.extend I).symm ⁻¹' s ∩ range ↑I] ↑(e.extend I) x = 𝓝[↑(e.extend I) '' s] ↑(e.extend I) x