-- Mathlib/Geometry/Manifold/MFDeriv/Basic.lean
theorem hasMFDerivWithinAt_insert {y : M} :
    HasMFDerivWithinAt I I' f (insert y s) x f' ↔ HasMFDerivWithinAt I I' f s x f'

Proof state:
case inr
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁷ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁶ : TopologicalSpace M
inst✝⁵ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝² : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
x : M
s : Set M
f' : TangentSpace I x →L[𝕜] TangentSpace I' (f x)
y : M
this : T1Space M
hf : HasMFDerivWithinAt I I' f s x f'
h : x ≠ y
⊢ HasMFDerivWithinAt I I' f (insert y s) x f'

Tactic:
apply hf.mono_of_mem_nhdsWithin ?_

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁷ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁶ : TopologicalSpace M
inst✝⁵ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝² : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
x : M
s : Set M
f' : TangentSpace I x →L[𝕜] TangentSpace I' (f x)
y : M
this : T1Space M
hf : HasMFDerivWithinAt I I' f s x f'
h : x ≠ y
⊢ s ∈ 𝓝[insert y s] x

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁷ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁶ : TopologicalSpace M
inst✝⁵ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝² : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
x : M
s : Set M
f' : TangentSpace I x →L[𝕜] TangentSpace I' (f x)
y : M
this : T1Space M
hf : HasMFDerivWithinAt I I' f s x f'
h : x ≠ y
⊢ s ∈ 𝓝[insert y s] x

Tactic:
simp_rw [nhdsWithin_insert_of_ne h, self_mem_nhdsWithin]

Result:
no goals

Proof state:
case inl.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁷ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁶ : TopologicalSpace M
inst✝⁵ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝² : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
x : M
s : Set M
f' : TangentSpace I x →L[𝕜] TangentSpace I' (f x)
this✝ : T1Space M
hf :
  ContinuousWithinAt f s x ∧
    HasFDerivWithinAt (writtenInExtChartAt I I' x f) f' (↑(extChartAt I x).symm ⁻¹' s ∩ range ↑I) (↑(extChartAt I x) x)
this : (extChartAt I x).target ∈ 𝓝[↑(extChartAt I x).symm ⁻¹' insert x s ∩ range ↑I] ↑(extChartAt I x) x
z : E
h'z : z ∈ (extChartAt I x).target
hz : z ∈ ↑(extChartAt I x).symm ⁻¹' insert x s
h2z : z ∈ range ↑I
⊢ z ∈ insert (↑(extChartAt I x) x) (↑(extChartAt I x).symm ⁻¹' s ∩ range ↑I)

Tactic:
simp only [mem_inter_iff, mem_preimage, mem_insert_iff, mem_range] at hz h2z ⊢

Result:
case inl.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁷ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁶ : TopologicalSpace M
inst✝⁵ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝² : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
x : M
s : Set M
f' : TangentSpace I x →L[𝕜] TangentSpace I' (f x)
this✝ : T1Space M
hf :
  ContinuousWithinAt f s x ∧
    HasFDerivWithinAt (writtenInExtChartAt I I' x f) f' (↑(extChartAt I x).symm ⁻¹' s ∩ range ↑I) (↑(extChartAt I x) x)
this : (extChartAt I x).target ∈ 𝓝[↑(extChartAt I x).symm ⁻¹' insert x s ∩ range ↑I] ↑(extChartAt I x) x
z : E
h'z : z ∈ (extChartAt I x).target
hz : ↑(extChartAt I x).symm z = x ∨ ↑(extChartAt I x).symm z ∈ s
h2z : ∃ y, ↑I y = z
⊢ z = ↑(extChartAt I x) x ∨ ↑(extChartAt I x).symm z ∈ s ∧ ∃ y, ↑I y = z

Proof state:
case inl
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁷ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁶ : TopologicalSpace M
inst✝⁵ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝² : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
x : M
s : Set M
f' : TangentSpace I x →L[𝕜] TangentSpace I' (f x)
this : T1Space M
hf :
  ContinuousWithinAt f s x ∧
    HasFDerivWithinAt (writtenInExtChartAt I I' x f) f' (↑(extChartAt I x).symm ⁻¹' s ∩ range ↑I) (↑(extChartAt I x) x)
⊢ HasFDerivWithinAt (writtenInExtChartAt I I' x f) f' (↑(extChartAt I x).symm ⁻¹' insert x s ∩ range ↑I)
    (↑(extChartAt I x) x)

Tactic:
have : (extChartAt I x).target ∈
    𝓝[(extChartAt I x).symm ⁻¹' insert x s ∩ range I] (extChartAt I x) x :=
  nhdsWithin_mono _ inter_subset_right (extChartAt_target_mem_nhdsWithin x)

Result:
case inl
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁷ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁶ : TopologicalSpace M
inst✝⁵ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝² : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
x : M
s : Set M
f' : TangentSpace I x →L[𝕜] TangentSpace I' (f x)
this✝ : T1Space M
hf :
  ContinuousWithinAt f s x ∧
    HasFDerivWithinAt (writtenInExtChartAt I I' x f) f' (↑(extChartAt I x).symm ⁻¹' s ∩ range ↑I) (↑(extChartAt I x) x)
this : (extChartAt I x).target ∈ 𝓝[↑(extChartAt I x).symm ⁻¹' insert x s ∩ range ↑I] ↑(extChartAt I x) x
⊢ HasFDerivWithinAt (writtenInExtChartAt I I' x f) f' (↑(extChartAt I x).symm ⁻¹' insert x s ∩ range ↑I)
    (↑(extChartAt I x) x)

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁷ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁶ : TopologicalSpace M
inst✝⁵ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝² : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
x : M
s : Set M
f' : TangentSpace I x →L[𝕜] TangentSpace I' (f x)
y : M
this : T1Space M
⊢ HasMFDerivWithinAt I I' f (insert y s) x f' ↔ HasMFDerivWithinAt I I' f s x f'

Tactic:
refine ⟨fun h => h.mono <| subset_insert y s, fun hf ↦ ?_⟩

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 E
H : Type u_3
inst✝⁷ : TopologicalSpace H
I : ModelWithCorners 𝕜 E H
M : Type u_4
inst✝⁶ : TopologicalSpace M
inst✝⁵ : ChartedSpace H M
E' : Type u_5
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup E'
inst✝³ : NormedSpace 𝕜 E'
H' : Type u_6
inst✝² : TopologicalSpace H'
I' : ModelWithCorners 𝕜 E' H'
M' : Type u_7
inst✝¹ : TopologicalSpace M'
inst✝ : ChartedSpace H' M'
f : M → M'
x : M
s : Set M
f' : TangentSpace I x →L[𝕜] TangentSpace I' (f x)
y : M
this : T1Space M
hf : HasMFDerivWithinAt I I' f s x f'
⊢ HasMFDerivWithinAt I I' f (insert y s) x f'