Theorem: TendstoLocallyUniformlyOn.differentiableOn
File: Mathlib/Analysis/Complex/LocallyUniformLimit.lean

Proof steps:
state_before: E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K : Set ℂ
z : ℂ
M r δ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
⊢ DifferentiableOn ℂ f U
state_after: E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K : Set ℂ
z : ℂ
M r δ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
tactic: rintro x hx
state_before: E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K : Set ℂ
z : ℂ
M r δ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
state_after: case intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
tactic: obtain ⟨K, ⟨hKx, hK⟩, hKU⟩ := (compact_basis_nhds x).mem_iff.mp (hU.mem_nhds hx)
state_before: case intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
tactic: obtain ⟨δ, _, _, h1⟩ := exists_cthickening_tendstoUniformlyOn hf hF hK hU hKU
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
tactic: have h2 : interior K ⊆ U := interior_subset.trans hKU
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
h3 : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) (interior K)
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
tactic: have h3 : ∀ᶠ n in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) (interior K) := by
    filter_upwards [hF] with n h using h.mono h2
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
h3 : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) (interior K)
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
h3 : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) (interior K)
h4 : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ (interior K)
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
tactic: have h4 : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ (interior K) := hf.mono h2
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
h3 : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) (interior K)
h4 : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ (interior K)
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
h3 : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) (interior K)
h4 : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ (interior K)
h5 : TendstoLocallyUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ (interior K)
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
tactic: have h5 : TendstoLocallyUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ (interior K) :=
    h1.tendstoLocallyUniformlyOn.mono interior_subset
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
h3 : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) (interior K)
h4 : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ (interior K)
h5 : TendstoLocallyUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ (interior K)
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
h3 : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) (interior K)
h4 : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ (interior K)
h5 : TendstoLocallyUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ (interior K)
h6 : ∀ x ∈ interior K, HasDerivAt f (cderiv δ f x) x
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
tactic: have h6 : ∀ x ∈ interior K, HasDerivAt f (cderiv δ f x) x := fun x h =>
    hasDerivAt_of_tendsto_locally_uniformly_on' isOpen_interior h5 h3 (fun _ => h4.tendsto_at) h
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
h3 : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) (interior K)
h4 : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ (interior K)
h5 : TendstoLocallyUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ (interior K)
h6 : ∀ x ∈ interior K, HasDerivAt f (cderiv δ f x) x
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
h3 : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) (interior K)
h4 : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ (interior K)
h5 : TendstoLocallyUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ (interior K)
h6 : ∀ x ∈ interior K, HasDerivAt f (cderiv δ f x) x
h7 : DifferentiableOn ℂ f (interior K)
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
tactic: have h7 : DifferentiableOn ℂ f (interior K) := fun x hx =>
    (h6 x hx).differentiableAt.differentiableWithinAt
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
E : Type u_1
ι : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
inst✝¹ : CompleteSpace E
U K✝ : Set ℂ
z : ℂ
M r δ✝ : ℝ
φ : Filter ι
F : ι → ℂ → E
f g : ℂ → E
inst✝ : φ.NeBot
hf : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ U
hF : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) U
hU : IsOpen U
x : ℂ
hx : x ∈ U
K : Set ℂ
hKU : K ⊆ U
hKx : K ∈ 𝓝 x
hK : IsCompact K
δ : ℝ
left✝¹ : δ > 0
left✝ : cthickening δ K ⊆ U
h1 : TendstoUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ K
h2 : interior K ⊆ U
h3 : ∀ᶠ (n : ι) in φ, DifferentiableOn ℂ (F n) (interior K)
h4 : TendstoLocallyUniformlyOn F f φ (interior K)
h5 : TendstoLocallyUniformlyOn (deriv ∘ F) (cderiv δ f) φ (interior K)
h6 : ∀ x ∈ interior K, HasDerivAt f (cderiv δ f x) x
h7 : DifferentiableOn ℂ f (interior K)
⊢ DifferentiableWithinAt ℂ f U x
state_after: no goals
tactic: exact (h7.differentiableAt (interior_mem_nhds.mpr hKx)).differentiableWithinAt