-- Mathlib/Analysis/Asymptotics/AsymptoticEquivalent.lean
theorem IsEquivalent.smul {α E 𝕜 : Type*} [NormedField 𝕜] [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace 𝕜 E]
    {a b : α → 𝕜} {u v : α → E} {l : Filter α} (hab : a ~[l] b) (huv : u ~[l] v) :
    (fun x ↦ a x • u x) ~[l] fun x ↦ b x • v x

Proof state:
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(a - b) x‖ ≤ c * ‖b x‖
φ : α → 𝕜
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
this : ((fun x => a x • u x) - fun x => b x • v x) =ᶠ[l] fun x => b x • (φ x • u x - v x)
C : ℝ
hC : C > 0
hCuv : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖u x‖ ≤ C * ‖v x‖
c : ℝ
hc : 0 < c
hφ : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖φ x - 1‖ < c / 2 / C
huv : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(u - v) x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖
x : α
hCuvx : ‖u x‖ ≤ C * ‖v x‖
huvx : ‖(u - v) x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖
hφx : ‖φ x - 1‖ < c / 2 / C
⊢ ‖φ x - 1‖ * ‖u x‖ ≤ c / 2 / C * ‖u x‖

Tactic:
gcongr

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(a - b) x‖ ≤ c * ‖b x‖
huv : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(u - v) x‖ ≤ c * ‖v x‖
φ : α → 𝕜
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
this : ((fun x => a x • u x) - fun x => b x • v x) =ᶠ[l] fun x => b x • (φ x • u x - v x)
C : ℝ
hC : C > 0
hCuv : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖u x‖ ≤ C * ‖v x‖
hφ : ∀ ε > 0, ∀ᶠ (x : α) in l, ‖φ x - 1‖ < ε
c : ℝ
hc : 0 < c
⊢ ∀ᶠ (x : α) in l, ‖φ x • u x - v x‖ ≤ c * ‖v x‖

Tactic:
specialize hφ (c / 2 / C) (div_pos (div_pos hc zero_lt_two) hC)

Result:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(a - b) x‖ ≤ c * ‖b x‖
huv : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(u - v) x‖ ≤ c * ‖v x‖
φ : α → 𝕜
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
this : ((fun x => a x • u x) - fun x => b x • v x) =ᶠ[l] fun x => b x • (φ x • u x - v x)
C : ℝ
hC : C > 0
hCuv : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖u x‖ ≤ C * ‖v x‖
c : ℝ
hc : 0 < c
hφ : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖φ x - 1‖ < c / 2 / C
⊢ ∀ᶠ (x : α) in l, ‖φ x • u x - v x‖ ≤ c * ‖v x‖

Proof state:
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(a - b) x‖ ≤ c * ‖b x‖
φ : α → 𝕜
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
this : ((fun x => a x • u x) - fun x => b x • v x) =ᶠ[l] fun x => b x • (φ x • u x - v x)
C : ℝ
hC : C > 0
hCuv : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖u x‖ ≤ C * ‖v x‖
c : ℝ
hc : 0 < c
hφ : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖φ x - 1‖ < c / 2 / C
huv : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(u - v) x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖
x : α
hCuvx : ‖u x‖ ≤ C * ‖v x‖
huvx : ‖(u - v) x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖
hφx : ‖φ x - 1‖ < c / 2 / C
key : ‖φ x - 1‖ * ‖u x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖
⊢ ‖(φ x - 1) • u x‖ + ‖u x - v x‖ = ‖φ x - 1‖ * ‖u x‖ + ‖u x - v x‖

Tactic:
rw [norm_smul]

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : a ~[l] b
huv : u ~[l] v
φ : α → 𝕜
hφ : Tendsto φ l (𝓝 1)
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
this : ((fun x => a x • u x) - fun x => b x • v x) =ᶠ[l] fun x => b x • (φ x • u x - v x)
⊢ (fun x => a x • u x) ~[l] fun x => b x • v x

Tactic:
refine (isLittleO_congr this.symm <| EventuallyEq.rfl).mp ((isBigO_refl b l).smul_isLittleO ?_)

Result:
case intro.intro
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : a ~[l] b
huv : u ~[l] v
φ : α → 𝕜
hφ : Tendsto φ l (𝓝 1)
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
this : ((fun x => a x • u x) - fun x => b x • v x) =ᶠ[l] fun x => b x • (φ x • u x - v x)
⊢ (fun x => φ x • u x - v x) =o[l] v

Proof state:
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(a - b) x‖ ≤ c * ‖b x‖
φ : α → 𝕜
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
this : ((fun x => a x • u x) - fun x => b x • v x) =ᶠ[l] fun x => b x • (φ x • u x - v x)
C : ℝ
hC : C > 0
hCuv : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖u x‖ ≤ C * ‖v x‖
c : ℝ
hc : 0 < c
hφ : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖φ x - 1‖ < c / 2 / C
huv : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(u - v) x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖
x : α
hCuvx : ‖u x‖ ≤ C * ‖v x‖
huvx : ‖(u - v) x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖
hφx : ‖φ x - 1‖ < c / 2 / C
key : ‖φ x - 1‖ * ‖u x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖
⊢ c / 2 * ‖v x‖ + c / 2 * ‖v x‖ = c * ‖v x‖

Tactic:
ring

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : ∀ ⦃c : ℝ⦄, 0 < c → ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(a - b) x‖ ≤ c * ‖b x‖
φ : α → 𝕜
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
this : ((fun x => a x • u x) - fun x => b x • v x) =ᶠ[l] fun x => b x • (φ x • u x - v x)
C : ℝ
hC : C > 0
hCuv : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖u x‖ ≤ C * ‖v x‖
c : ℝ
hc : 0 < c
hφ : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖φ x - 1‖ < c / 2 / C
huv : ∀ᶠ (x : α) in l, ‖(u - v) x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖
x : α
hCuvx : ‖u x‖ ≤ C * ‖v x‖
huvx : ‖(u - v) x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖
hφx : ‖φ x - 1‖ < c / 2 / C
key : ‖φ x - 1‖ * ‖u x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖
⊢ ‖φ x - 1‖ * ‖u x‖ + ‖u x - v x‖ ≤ c / 2 * ‖v x‖ + ‖u x - v x‖

Tactic:
gcongr

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : a ~[l] b
huv : u ~[l] v
φ : α → 𝕜
hφ : Tendsto φ l (𝓝 1)
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
this : ((fun x => a x • u x) - fun x => b x • v x) =ᶠ[l] fun x => b x • (φ x • u x - v x)
⊢ (fun x => φ x • u x - v x) =o[l] v

Tactic:
rcases huv.isBigO.exists_pos with ⟨C, hC, hCuv⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : a ~[l] b
huv : u ~[l] v
φ : α → 𝕜
hφ : Tendsto φ l (𝓝 1)
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
this : ((fun x => a x • u x) - fun x => b x • v x) =ᶠ[l] fun x => b x • (φ x • u x - v x)
C : ℝ
hC : C > 0
hCuv : IsBigOWith C l u v
⊢ (fun x => φ x • u x - v x) =o[l] v

Proof state:
case h.e'_5.h
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : a ~[l] b
huv : u ~[l] v
φ : α → 𝕜
hφ : Tendsto φ l (𝓝 1)
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
x✝ : α
⊢ b x✝ • (φ x✝ • u x✝ - v x✝) = (φ * b) x✝ • u x✝ - b x✝ • v x✝

Tactic:
rw [Pi.mul_apply, mul_comm, mul_smul, ← smul_sub]

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : a ~[l] b
huv : u ~[l] v
⊢ (fun x => a x • u x) ~[l] fun x => b x • v x

Tactic:
rcases hab.exists_eq_mul with ⟨φ, hφ, habφ⟩

Result:
case intro.intro
α : Type u_1
E : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝² : NormedField 𝕜
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
a b : α → 𝕜
u v : α → E
l : Filter α
hab : a ~[l] b
huv : u ~[l] v
φ : α → 𝕜
hφ : Tendsto φ l (𝓝 1)
habφ : a =ᶠ[l] φ * b
⊢ (fun x => a x • u x) ~[l] fun x => b x • v x