Тогда

и

Это неверно. У меня написано не о малое, а о большое. Но в результате получаем

.
при условии что

Нотация о большого и о малого подразумевает конкретный предел, в данном примере

. То, что этот факт написан несколькими строками ниже, - небольшая вольность речи.
Подозреваю, что должно быть

при

, но не могу понять как это показать.
Это неверно и не надо показывать. Любая вероятность не превосходит

, так что произведение ограниченной функции

на

дает

.
получаем, что

.
Советую повторить курс матана с самого начала, про пределы, эквивалентность и раскрытие неопределенностей.