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Mathlib.Analysis.LocallyConvex.Asymptotics

Asymptotics for locally convex topological vector spaces #

We provide a characterization of IsBigOTVS and IsLittleOTVS in terms of continuous seminorms and families of seminorms.

Main results: #

theorem Seminorm.isBigO_comp_iff {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} {p : Seminorm ๐•œ E} {q : Seminorm ๐•œ F} :
(โ‡‘p โˆ˜ f) =O[l] (โ‡‘q โˆ˜ g) โ†” โˆƒ (C : NNReal), โ‡‘p โˆ˜ f โ‰คแถ [l] โ‡‘(C โ€ข q) โˆ˜ g
theorem Seminorm.isLittleO_comp_iff {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} {p : Seminorm ๐•œ E} {q : Seminorm ๐•œ F} :
(โ‡‘p โˆ˜ f) =o[l] (โ‡‘q โˆ˜ g) โ†” โˆ€ (ฮต : NNReal), ฮต โ‰  0 โ†’ โ‡‘p โˆ˜ f โ‰คแถ [l] โ‡‘(ฮต โ€ข q) โˆ˜ g
theorem PolynormableSpace.isBigOTVS_iff_le {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} [TopologicalSpace E] [TopologicalSpace F] [PolynormableSpace ๐•œ E] [PolynormableSpace ๐•œ F] :
f =O[๐•œ; l] g โ†” โˆ€ (p : Seminorm ๐•œ E), Continuous โ‡‘p โ†’ โˆƒ (q : Seminorm ๐•œ F), Continuous โ‡‘q โˆง โ‡‘p โˆ˜ f โ‰คแถ [l] โ‡‘q โˆ˜ g
theorem PolynormableSpace.isBigOTVS_iff {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} [TopologicalSpace E] [TopologicalSpace F] [PolynormableSpace ๐•œ E] [PolynormableSpace ๐•œ F] :
f =O[๐•œ; l] g โ†” โˆ€ (p : Seminorm ๐•œ E), Continuous โ‡‘p โ†’ โˆƒ (q : Seminorm ๐•œ F), Continuous โ‡‘q โˆง (โ‡‘p โˆ˜ f) =O[l] (โ‡‘q โˆ˜ g)
theorem PolynormableSpace.isLittleOTVS_iff_le {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} [TopologicalSpace E] [TopologicalSpace F] [PolynormableSpace ๐•œ E] [PolynormableSpace ๐•œ F] :
f =o[๐•œ; l] g โ†” โˆ€ (p : Seminorm ๐•œ E), Continuous โ‡‘p โ†’ โˆƒ (q : Seminorm ๐•œ F), Continuous โ‡‘q โˆง โˆ€ (ฮต : NNReal), ฮต โ‰  0 โ†’ โ‡‘p โˆ˜ f โ‰คแถ [l] โ‡‘(ฮต โ€ข q) โˆ˜ g
theorem PolynormableSpace.isLittleOTVS_iff {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} [TopologicalSpace E] [TopologicalSpace F] [PolynormableSpace ๐•œ E] [PolynormableSpace ๐•œ F] :
f =o[๐•œ; l] g โ†” โˆ€ (p : Seminorm ๐•œ E), Continuous โ‡‘p โ†’ โˆƒ (q : Seminorm ๐•œ F), Continuous โ‡‘q โˆง (โ‡‘p โˆ˜ f) =o[l] (โ‡‘q โˆ˜ g)
theorem WithSeminorms.isBigOTVS_iff_le_continuous {ฮน : Type u_1} {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} [TopologicalSpace E] [TopologicalSpace F] {p : SeminormFamily ๐•œ E ฮน} (hp : WithSeminorms p) [PolynormableSpace ๐•œ F] :
f =O[๐•œ; l] g โ†” โˆ€ (i : ฮน), โˆƒ (q : Seminorm ๐•œ F), Continuous โ‡‘q โˆง โ‡‘(p i) โˆ˜ f โ‰คแถ [l] โ‡‘q โˆ˜ g
theorem WithSeminorms.isBigOTVS_iff_le {ฮน : Type u_1} {ฮบ : Type u_2} {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} [TopologicalSpace E] [TopologicalSpace F] {p : SeminormFamily ๐•œ E ฮน} {q : SeminormFamily ๐•œ F ฮบ} (hp : WithSeminorms p) (hq : WithSeminorms q) :
f =O[๐•œ; l] g โ†” โˆ€ (i : ฮน), โˆƒ (s : Finset ฮบ) (C : NNReal), โ‡‘(p i) โˆ˜ f โ‰คแถ [l] โ‡‘(C โ€ข s.sup q) โˆ˜ g
theorem WithSeminorms.isBigOTVS_iff {ฮน : Type u_1} {ฮบ : Type u_2} {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} [TopologicalSpace E] [TopologicalSpace F] {p : SeminormFamily ๐•œ E ฮน} {q : SeminormFamily ๐•œ F ฮบ} (hp : WithSeminorms p) (hq : WithSeminorms q) :
f =O[๐•œ; l] g โ†” โˆ€ (i : ฮน), โˆƒ (s : Finset ฮบ), (โ‡‘(p i) โˆ˜ f) =O[l] (โ‡‘(s.sup q) โˆ˜ g)
theorem WithSeminorms.isLittleOTVS_iff_le_continuous {ฮน : Type u_1} {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} [TopologicalSpace E] [TopologicalSpace F] {p : SeminormFamily ๐•œ E ฮน} (hp : WithSeminorms p) [PolynormableSpace ๐•œ F] :
f =o[๐•œ; l] g โ†” โˆ€ (i : ฮน), โˆƒ (q : Seminorm ๐•œ F), Continuous โ‡‘q โˆง โˆ€ (ฮต : NNReal), ฮต โ‰  0 โ†’ โ‡‘(p i) โˆ˜ f โ‰คแถ [l] โ‡‘(ฮต โ€ข q) โˆ˜ g
theorem WithSeminorms.isLittleOTVS_iff_le {ฮน : Type u_1} {ฮบ : Type u_2} {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} [TopologicalSpace E] [TopologicalSpace F] {p : SeminormFamily ๐•œ E ฮน} {q : SeminormFamily ๐•œ F ฮบ} (hp : WithSeminorms p) (hq : WithSeminorms q) :
f =o[๐•œ; l] g โ†” โˆ€ (i : ฮน), โˆƒ (s : Finset ฮบ), โˆ€ (ฮต : NNReal), ฮต โ‰  0 โ†’ โ‡‘(p i) โˆ˜ f โ‰คแถ [l] โ‡‘(ฮต โ€ข s.sup q) โˆ˜ g
theorem WithSeminorms.isLittleOTVS_iff {ฮน : Type u_1} {ฮบ : Type u_2} {ฮฑ : Type u_3} {๐•œ : Type u_4} {E : Type u_5} {F : Type u_6} [NontriviallyNormedField ๐•œ] [AddCommGroup E] [Module ๐•œ E] [AddCommGroup F] [Module ๐•œ F] {f : ฮฑ โ†’ E} {g : ฮฑ โ†’ F} {l : Filter ฮฑ} [TopologicalSpace E] [TopologicalSpace F] {p : SeminormFamily ๐•œ E ฮน} {q : SeminormFamily ๐•œ F ฮบ} (hp : WithSeminorms p) (hq : WithSeminorms q) :
f =o[๐•œ; l] g โ†” โˆ€ (i : ฮน), โˆƒ (s : Finset ฮบ), (โ‡‘(p i) โˆ˜ f) =o[l] (โ‡‘(s.sup q) โˆ˜ g)