MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dvdsfac Structured version   Unicode version

Theorem dvdsfac 13917
Description: A positive integer divides any greater factorial. (Contributed by Paul Chapman, 28-Nov-2012.)
Assertion
Ref Expression
dvdsfac  |-  ( ( K  e.  NN  /\  N  e.  ( ZZ>= `  K ) )  ->  K  ||  ( ! `  N ) )

Proof of Theorem dvdsfac
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fveq2 5872 . . . . 5  |-  ( x  =  K  ->  ( ! `  x )  =  ( ! `  K ) )
21breq2d 4465 . . . 4  |-  ( x  =  K  ->  ( K  ||  ( ! `  x )  <->  K  ||  ( ! `  K )
) )
32imbi2d 316 . . 3  |-  ( x  =  K  ->  (
( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ! `
 x ) )  <-> 
( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ! `
 K ) ) ) )
4 fveq2 5872 . . . . 5  |-  ( x  =  y  ->  ( ! `  x )  =  ( ! `  y ) )
54breq2d 4465 . . . 4  |-  ( x  =  y  ->  ( K  ||  ( ! `  x )  <->  K  ||  ( ! `  y )
) )
65imbi2d 316 . . 3  |-  ( x  =  y  ->  (
( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ! `
 x ) )  <-> 
( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ! `
 y ) ) ) )
7 fveq2 5872 . . . . 5  |-  ( x  =  ( y  +  1 )  ->  ( ! `  x )  =  ( ! `  ( y  +  1 ) ) )
87breq2d 4465 . . . 4  |-  ( x  =  ( y  +  1 )  ->  ( K  ||  ( ! `  x )  <->  K  ||  ( ! `  ( y  +  1 ) ) ) )
98imbi2d 316 . . 3  |-  ( x  =  ( y  +  1 )  ->  (
( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ! `
 x ) )  <-> 
( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ! `
 ( y  +  1 ) ) ) ) )
10 fveq2 5872 . . . . 5  |-  ( x  =  N  ->  ( ! `  x )  =  ( ! `  N ) )
1110breq2d 4465 . . . 4  |-  ( x  =  N  ->  ( K  ||  ( ! `  x )  <->  K  ||  ( ! `  N )
) )
1211imbi2d 316 . . 3  |-  ( x  =  N  ->  (
( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ! `
 x ) )  <-> 
( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ! `
 N ) ) ) )
13 nnm1nn0 10849 . . . . . . . 8  |-  ( K  e.  NN  ->  ( K  -  1 )  e.  NN0 )
14 faccl 12343 . . . . . . . 8  |-  ( ( K  -  1 )  e.  NN0  ->  ( ! `
 ( K  - 
1 ) )  e.  NN )
1513, 14syl 16 . . . . . . 7  |-  ( K  e.  NN  ->  ( ! `  ( K  -  1 ) )  e.  NN )
1615nnzd 10977 . . . . . 6  |-  ( K  e.  NN  ->  ( ! `  ( K  -  1 ) )  e.  ZZ )
17 nnz 10898 . . . . . 6  |-  ( K  e.  NN  ->  K  e.  ZZ )
18 dvdsmul2 13884 . . . . . 6  |-  ( ( ( ! `  ( K  -  1 ) )  e.  ZZ  /\  K  e.  ZZ )  ->  K  ||  ( ( ! `  ( K  -  1 ) )  x.  K ) )
1916, 17, 18syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ( ! `  ( K  -  1
) )  x.  K
) )
20 facnn2 12342 . . . . 5  |-  ( K  e.  NN  ->  ( ! `  K )  =  ( ( ! `
 ( K  - 
1 ) )  x.  K ) )
2119, 20breqtrrd 4479 . . . 4  |-  ( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ! `  K
) )
2221a1i 11 . . 3  |-  ( K  e.  ZZ  ->  ( K  e.  NN  ->  K 
||  ( ! `  K ) ) )
2317adantl 466 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  K  e.  ZZ )
24 elnnuz 11130 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( K  e.  NN  <->  K  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
25 uztrn 11110 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  ( ZZ>= `  1 )
)  ->  y  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
2624, 25sylan2b 475 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  y  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
27 elnnuz 11130 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  NN  <->  y  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
2826, 27sylibr 212 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  y  e.  NN )
2928nnnn0d 10864 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  y  e.  NN0 )
30 faccl 12343 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  NN0  ->  ( ! `
 y )  e.  NN )
3129, 30syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  ( ! `  y )  e.  NN )
3231nnzd 10977 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  ( ! `  y )  e.  ZZ )
3328nnzd 10977 . . . . . . . 8  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  y  e.  ZZ )
3433peano2zd 10981 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  (
y  +  1 )  e.  ZZ )
35 dvdsmultr1 13896 . . . . . . 7  |-  ( ( K  e.  ZZ  /\  ( ! `  y )  e.  ZZ  /\  (
y  +  1 )  e.  ZZ )  -> 
( K  ||  ( ! `  y )  ->  K  ||  ( ( ! `  y )  x.  ( y  +  1 ) ) ) )
3623, 32, 34, 35syl3anc 1228 . . . . . 6  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  ( K  ||  ( ! `  y )  ->  K  ||  ( ( ! `  y )  x.  (
y  +  1 ) ) ) )
37 facp1 12338 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  NN0  ->  ( ! `
 ( y  +  1 ) )  =  ( ( ! `  y )  x.  (
y  +  1 ) ) )
3829, 37syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  ( ! `  ( y  +  1 ) )  =  ( ( ! `
 y )  x.  ( y  +  1 ) ) )
3938breq2d 4465 . . . . . 6  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  ( K  ||  ( ! `  ( y  +  1 ) )  <->  K  ||  (
( ! `  y
)  x.  ( y  +  1 ) ) ) )
4036, 39sylibrd 234 . . . . 5  |-  ( ( y  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  NN )  ->  ( K  ||  ( ! `  y )  ->  K  ||  ( ! `  (
y  +  1 ) ) ) )
4140ex 434 . . . 4  |-  ( y  e.  ( ZZ>= `  K
)  ->  ( K  e.  NN  ->  ( K  ||  ( ! `  y
)  ->  K  ||  ( ! `  ( y  +  1 ) ) ) ) )
4241a2d 26 . . 3  |-  ( y  e.  ( ZZ>= `  K
)  ->  ( ( K  e.  NN  ->  K 
||  ( ! `  y ) )  -> 
( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ! `
 ( y  +  1 ) ) ) ) )
433, 6, 9, 12, 22, 42uzind4 11151 . 2  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  K
)  ->  ( K  e.  NN  ->  K  ||  ( ! `  N )
) )
4443impcom 430 1  |-  ( ( K  e.  NN  /\  N  e.  ( ZZ>= `  K ) )  ->  K  ||  ( ! `  N ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 369    = wceq 1379    e. wcel 1767   class class class wbr 4453   ` cfv 5594  (class class class)co 6295   1c1 9505    + caddc 9507    x. cmul 9509    - cmin 9817   NNcn 10548   NN0cn0 10807   ZZcz 10876   ZZ>=cuz 11094   !cfa 12333    || cdivides 13864
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-sep 4574  ax-nul 4582  ax-pow 4631  ax-pr 4692  ax-un 6587  ax-cnex 9560  ax-resscn 9561  ax-1cn 9562  ax-icn 9563  ax-addcl 9564  ax-addrcl 9565  ax-mulcl 9566  ax-mulrcl 9567  ax-mulcom 9568  ax-addass 9569  ax-mulass 9570  ax-distr 9571  ax-i2m1 9572  ax-1ne0 9573  ax-1rid 9574  ax-rnegex 9575  ax-rrecex 9576  ax-cnre 9577  ax-pre-lttri 9578  ax-pre-lttrn 9579  ax-pre-ltadd 9580  ax-pre-mulgt0 9581
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1382  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-nel 2665  df-ral 2822  df-rex 2823  df-reu 2824  df-rab 2826  df-v 3120  df-sbc 3337  df-csb 3441  df-dif 3484  df-un 3486  df-in 3488  df-ss 3495  df-pss 3497  df-nul 3791  df-if 3946  df-pw 4018  df-sn 4034  df-pr 4036  df-tp 4038  df-op 4040  df-uni 4252  df-iun 4333  df-br 4454  df-opab 4512  df-mpt 4513  df-tr 4547  df-eprel 4797  df-id 4801  df-po 4806  df-so 4807  df-fr 4844  df-we 4846  df-ord 4887  df-on 4888  df-lim 4889  df-suc 4890  df-xp 5011  df-rel 5012  df-cnv 5013  df-co 5014  df-dm 5015  df-rn 5016  df-res 5017  df-ima 5018  df-iota 5557  df-fun 5596  df-fn 5597  df-f 5598  df-f1 5599  df-fo 5600  df-f1o 5601  df-fv 5602  df-riota 6256  df-ov 6298  df-oprab 6299  df-mpt2 6300  df-om 6696  df-2nd 6796  df-recs 7054  df-rdg 7088  df-er 7323  df-en 7529  df-dom 7530  df-sdom 7531  df-pnf 9642  df-mnf 9643  df-xr 9644  df-ltxr 9645  df-le 9646  df-sub 9819  df-neg 9820  df-nn 10549  df-n0 10808  df-z 10877  df-uz 11095  df-seq 12088  df-fac 12334  df-dvds 13865
This theorem is referenced by:  prmunb  14308  gexcl3  16480  wilth  23211  chtublem  23352
  Copyright terms: Public domain W3C validator