-- Mathlib/Analysis/Analytic/Basic.lean
theorem HasFPowerSeriesWithinOnBall.tendsto_partialSum_prod {y : E}
    (hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r) (hy : y ∈ EMetric.ball (0 : E) r)
    (h'y : x + y ∈ insert x s) :
    Tendsto (fun (z : ℕ × E) ↦ p.partialSum z.1 z.2) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))

Proof state:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A✝ : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
k : ℕ
hk : ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4
A : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, dist (p.partialSum k z.2) (p.partialSum k y) < ε / 4
B : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, ‖z.2‖₊ < r'
C : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, k ≤ z.1
n : ℕ
z : E
h'z : ‖(n, z).2‖₊ < r'
hkn : k ≤ (n, z).1
hz : ‖p.partialSum k z - p.partialSum k y‖ < ε / 4
I : ∀ (w : E), ‖w‖₊ < r' → ‖∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => w‖ ≤ ε / 4
⊢ ‖((∑ i ∈ Finset.range k, (p i) fun x => z) + ∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => z) -
        ((∑ i ∈ Finset.range k, (p i) fun x => y) + ∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => y)‖ =
    ‖(p.partialSum k z - p.partialSum k y + ∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => z) +
        -∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => y‖

Tactic:
congr 1

Result:
case e_a
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A✝ : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
k : ℕ
hk : ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4
A : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, dist (p.partialSum k z.2) (p.partialSum k y) < ε / 4
B : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, ‖z.2‖₊ < r'
C : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, k ≤ z.1
n : ℕ
z : E
h'z : ‖(n, z).2‖₊ < r'
hkn : k ≤ (n, z).1
hz : ‖p.partialSum k z - p.partialSum k y‖ < ε / 4
I : ∀ (w : E), ‖w‖₊ < r' → ‖∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => w‖ ≤ ε / 4
⊢ ((∑ i ∈ Finset.range k, (p i) fun x => z) + ∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => z) -
      ((∑ i ∈ Finset.range k, (p i) fun x => y) + ∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => y) =
    (p.partialSum k z - p.partialSum k y + ∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => z) +
      -∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => y

Proof state:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
k : ℕ
hk : ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4
⊢ ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, dist (p.partialSum k z.2) (p.partialSum k y) < ε / 4

Tactic:
have : ContinuousAt (fun z ↦ p.partialSum k z) y := (p.partialSum_continuous k).continuousAt

Result:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
k : ℕ
hk : ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4
this : ContinuousAt (fun z => p.partialSum k z) y
⊢ ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, dist (p.partialSum k z.2) (p.partialSum k y) < ε / 4

Proof state:
case h₁.h₂
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A✝ : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
k : ℕ
hk : ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4
A : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, dist (p.partialSum k z.2) (p.partialSum k y) < ε / 4
B : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, ‖z.2‖₊ < r'
C : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, k ≤ z.1
n : ℕ
z : E
h'z : ‖(n, z).2‖₊ < r'
hkn : k ≤ (n, z).1
hz : ‖p.partialSum k z - p.partialSum k y‖ < ε / 4
I : ∀ (w : E), ‖w‖₊ < r' → ‖∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => w‖ ≤ ε / 4
⊢ ‖∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => z‖ ≤ ε / 4

Tactic:
exact I _ h'z

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
⊢ Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 z.2 - p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 0)

Tactic:
apply Metric.tendsto_nhds.2 (fun ε εpos ↦ ?_)

Result:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
⊢ ∀ᶠ (x : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, dist (p.partialSum x.1 x.2 - p.partialSum x.1 y) 0 < ε

Proof state:
case h₂
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace 𝕜 E
inst✝¹ : NormedAddCommGroup F
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : E → F
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 E F
s : Set E
x : E
r : ℝ≥0∞
y : E
hf : HasFPowerSeriesWithinOnBall f p s x r
hy : y ∈ EMetric.ball 0 r
h'y : x + y ∈ insert x s
A✝ : Tendsto (fun z => p.partialSum z.1 y) (atTop ×ˢ 𝓝 y) (𝓝 (f (x + y)))
ε : ℝ
εpos : ε > 0
r' : ℝ≥0
yr' : ‖y‖₊ < r'
r'r : ↑r' < r
yr'_2 : ‖y‖ < ↑r'
S : Summable fun n => ‖p n‖ * ↑r' ^ n
k : ℕ
hk : ∑' (n : ℕ), ‖p (n + k)‖ * ↑r' ^ (n + k) < ε / 4
A : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, dist (p.partialSum k z.2) (p.partialSum k y) < ε / 4
B : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, ‖z.2‖₊ < r'
C : ∀ᶠ (z : ℕ × E) in atTop ×ˢ 𝓝 y, k ≤ z.1
n : ℕ
z : E
h'z : ‖(n, z).2‖₊ < r'
hkn : k ≤ (n, z).1
hz : ‖p.partialSum k z - p.partialSum k y‖ < ε / 4
I : ∀ (w : E), ‖w‖₊ < r' → ‖∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => w‖ ≤ ε / 4
⊢ ‖∑ i ∈ Finset.Ico k n, (p i) fun x => y‖ ≤ ε / 4

Tactic:
exact I _ yr'

Result:
no goals