-- Mathlib/Analysis/Asymptotics/TVS.lean
lemma isLittleOTVS_iff_isLittleO {f : α → E} {g : α → F} {l : Filter α} :
    f =o[𝕜;l] g ↔ f =o[l] g

Proof state:
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖₊
hc₀ : 0 < ‖c‖₊
h : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x : α) in l, ‖f x‖ ≤ c * ‖g x‖
δ : ℝ≥0
hδ : δ ≠ 0
x : α
ε : ℝ≥0
hε : 0 < ↑ε
hx : ↑‖f x‖₊ ≤ ↑ε * ↑δ / ↑‖c‖₊ * ↑‖g x‖₊
⊢ ↑‖c‖₊ * ↑‖f x‖₊ / ↑ε ≤ ↑‖c‖₊ * (↑(ε * δ / ‖c‖₊) * ↑‖g x‖₊) / ↑ε

Tactic:
gcongr

Result:
case h.bc
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖₊
hc₀ : 0 < ‖c‖₊
h : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x : α) in l, ‖f x‖ ≤ c * ‖g x‖
δ : ℝ≥0
hδ : δ ≠ 0
x : α
ε : ℝ≥0
hε : 0 < ↑ε
hx : ↑‖f x‖₊ ≤ ↑ε * ↑δ / ↑‖c‖₊ * ↑‖g x‖₊
⊢ ↑‖f x‖₊ ≤ ↑(ε * δ / ‖c‖₊) * ↑‖g x‖₊

Proof state:
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖₊
hc₀ : 0 < ‖c‖₊
h :
  ∀ (i : ℝ),
    0 < i →
      ∃ j, 0 < j ∧ ∀ (ε : ℝ≥0), ε ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 i) (f x) ≤ ↑ε * egauge 𝕜 (ball 0 j) (g x)
ε δ : ℝ≥0
hδ : ∀ (ε_1 : ℝ≥0), ε_1 ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑ε_1 * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
hε : 0 < ε
hδ₀ : 0 < δ
x : α
hx : egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑(δ / ‖c‖₊) * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
⊢ ↑δ / ↑‖c‖₊ * (↑‖c‖₊ * ↑‖g x‖₊ / ↑δ) = ↑δ / ↑δ * (↑‖c‖₊ / ↑‖c‖₊) * ↑‖g x‖₊

Tactic:
simp only [div_eq_mul_inv]

Result:
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖₊
hc₀ : 0 < ‖c‖₊
h :
  ∀ (i : ℝ),
    0 < i →
      ∃ j, 0 < j ∧ ∀ (ε : ℝ≥0), ε ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 i) (f x) ≤ ↑ε * egauge 𝕜 (ball 0 j) (g x)
ε δ : ℝ≥0
hδ : ∀ (ε_1 : ℝ≥0), ε_1 ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑ε_1 * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
hε : 0 < ε
hδ₀ : 0 < δ
x : α
hx : egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑(δ / ‖c‖₊) * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
⊢ ↑δ * (↑‖c‖₊)⁻¹ * (↑‖c‖₊ * ↑‖g x‖₊ * (↑δ)⁻¹) = ↑δ * (↑δ)⁻¹ * (↑‖c‖₊ * (↑‖c‖₊)⁻¹) * ↑‖g x‖₊

Proof state:
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖₊
hc₀ : 0 < ‖c‖₊
h :
  ∀ (i : ℝ),
    0 < i →
      ∃ j, 0 < j ∧ ∀ (ε : ℝ≥0), ε ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 i) (f x) ≤ ↑ε * egauge 𝕜 (ball 0 j) (g x)
ε δ : ℝ≥0
hδ : ∀ (ε_1 : ℝ≥0), ε_1 ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑ε_1 * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
hε : 0 < ε
hδ₀ : 0 < δ
x : α
hx : egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑(δ / ‖c‖₊) * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
⊢ ↑δ * (↑‖c‖₊)⁻¹ * (↑‖c‖₊ * ↑‖g x‖₊ * (↑δ)⁻¹) = ↑δ * (↑δ)⁻¹ * (↑‖c‖₊ * (↑‖c‖₊)⁻¹) * ↑‖g x‖₊

Tactic:
ring

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖₊
hc₀ : 0 < ‖c‖₊
h :
  ∀ (i : ℝ),
    0 < i →
      ∃ j, 0 < j ∧ ∀ (ε : ℝ≥0), ε ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 i) (f x) ≤ ↑ε * egauge 𝕜 (ball 0 j) (g x)
ε δ : ℝ≥0
hδ : ∀ (ε_1 : ℝ≥0), ε_1 ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑ε_1 * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
hε : 0 < ε
hδ₀ : 0 < δ
x : α
hx : egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑(δ / ‖c‖₊) * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
⊢ ↑δ / ↑δ * (↑‖c‖₊ / ↑‖c‖₊) * ↑‖g x‖₊ ≤ 1 * 1 * ↑‖g x‖₊

Tactic:
gcongr <;> exact ENNReal.div_self_le_one

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖₊
hc₀ : 0 < ‖c‖₊
h :
  ∀ (i : ℝ),
    0 < i →
      ∃ j, 0 < j ∧ ∀ (ε : ℝ≥0), ε ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 i) (f x) ≤ ↑ε * egauge 𝕜 (ball 0 j) (g x)
ε δ : ℝ≥0
hδ : ∀ (ε_1 : ℝ≥0), ε_1 ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑ε_1 * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
hε : 0 < ε
hδ₀ : 0 < δ
x : α
hx : egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑(δ / ‖c‖₊) * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
⊢ 1 * 1 * ↑‖g x‖₊ = ↑‖g x‖₊

Tactic:
simp

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
⊢ f =o[𝕜;l] g ↔ f =o[l] g

Tactic:
rcases NormedField.exists_one_lt_norm 𝕜 with ⟨c, hc : 1 < ‖c‖₊⟩

Result:
case intro
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖₊
⊢ f =o[𝕜;l] g ↔ f =o[l] g

Proof state:
case h.intro
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖₊
hc₀ : 0 < ‖c‖₊
h : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x : α) in l, ‖f x‖ ≤ c * ‖g x‖
δ : ℝ≥0
hδ : δ ≠ 0
x : α
ε : ℝ≥0
hε : 0 < ↑ε
hx : ↑‖f x‖₊ ≤ ↑ε * ↑δ / ↑‖c‖₊ * ↑‖g x‖₊
⊢ egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑δ * egauge 𝕜 (ball 0 1) (g x)

Tactic:
calc
  egauge 𝕜 (ball 0 ε) (f x) ≤ ‖c‖₊ * ‖f x‖₊ / ε :=
    egauge_ball_le_of_one_lt_norm hc (.inl <| ne_of_gt hε)
  _ ≤ ‖c‖₊ * (↑(ε * δ / ‖c‖₊) * ‖g x‖₊) / ε := by gcongr; exact_mod_cast hx
  _ = (‖c‖₊ / ‖c‖₊) * (ε / ε) * δ * ‖g x‖₊ := by
    simp only [div_eq_mul_inv, ENNReal.coe_inv hc₀.ne', ENNReal.coe_mul]; ring
  _ ≤ 1 * 1 * δ * ‖g x‖₊ := by gcongr <;> exact ENNReal.div_self_le_one
  _ = δ * ‖g x‖₊ := by simp
  _ ≤ δ * egauge 𝕜 (ball 0 1) (g x) := by gcongr; apply le_egauge_ball_one

Result:
no goals

Proof state:
case intro.refine_1.intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖₊
hc₀ : 0 < ‖c‖₊
h :
  ∀ (i : ℝ),
    0 < i →
      ∃ j, 0 < j ∧ ∀ (ε : ℝ≥0), ε ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 i) (f x) ≤ ↑ε * egauge 𝕜 (ball 0 j) (g x)
ε δ : ℝ≥0
hδ : ∀ (ε_1 : ℝ≥0), ε_1 ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑ε_1 * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
hε : 0 < ε
hδ₀ : 0 < δ
⊢ ∀ᶠ (x : α) in l, ‖f x‖ ≤ ↑ε * ‖g x‖

Tactic:
filter_upwards [hδ (δ / ‖c‖₊) (div_pos hδ₀ hc₀).ne'] with x hx

Result:
case h
α : Type u_1
𝕜 : Type u_3
E : Type u_4
F : Type u_5
inst✝⁴ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝³ : SeminormedAddCommGroup E
inst✝² : SeminormedAddCommGroup F
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 F
f : α → E
g : α → F
l : Filter α
c : 𝕜
hc : 1 < ‖c‖₊
hc₀ : 0 < ‖c‖₊
h :
  ∀ (i : ℝ),
    0 < i →
      ∃ j, 0 < j ∧ ∀ (ε : ℝ≥0), ε ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 i) (f x) ≤ ↑ε * egauge 𝕜 (ball 0 j) (g x)
ε δ : ℝ≥0
hδ : ∀ (ε_1 : ℝ≥0), ε_1 ≠ 0 → ∀ᶠ (x : α) in l, egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑ε_1 * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
hε : 0 < ε
hδ₀ : 0 < δ
x : α
hx : egauge 𝕜 (ball 0 ↑ε) (f x) ≤ ↑(δ / ‖c‖₊) * egauge 𝕜 (ball 0 ↑δ) (g x)
⊢ ‖f x‖ ≤ ↑ε * ‖g x‖