MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  faclbnd2 Structured version   Unicode version

Theorem faclbnd2 12351
Description: A lower bound for the factorial function. (Contributed by NM, 17-Dec-2005.)
Assertion
Ref Expression
faclbnd2  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( 2 ^ N )  /  2 )  <_ 
( ! `  N
) )

Proof of Theorem faclbnd2
StepHypRef Expression
1 sq2 12246 . . . . . 6  |-  ( 2 ^ 2 )  =  4
2 2t2e4 10681 . . . . . 6  |-  ( 2  x.  2 )  =  4
31, 2eqtr4i 2486 . . . . 5  |-  ( 2 ^ 2 )  =  ( 2  x.  2 )
43oveq2i 6281 . . . 4  |-  ( ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  /  ( 2 ^ 2 ) )  =  ( ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  /  (
2  x.  2 ) )
5 2cn 10602 . . . . . 6  |-  2  e.  CC
6 expp1 12155 . . . . . 6  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ ( N  +  1 ) )  =  ( ( 2 ^ N )  x.  2 ) )
75, 6mpan 668 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( 2 ^ ( N  + 
1 ) )  =  ( ( 2 ^ N )  x.  2 ) )
87oveq1d 6285 . . . 4  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  /  ( 2  x.  2 ) )  =  ( ( ( 2 ^ N )  x.  2 )  /  (
2  x.  2 ) ) )
94, 8syl5eq 2507 . . 3  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  /  ( 2 ^ 2 ) )  =  ( ( ( 2 ^ N )  x.  2 )  /  (
2  x.  2 ) ) )
10 expcl 12166 . . . . 5  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ N
)  e.  CC )
115, 10mpan 668 . . . 4  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( 2 ^ N )  e.  CC )
12 2cnne0 10746 . . . . 5  |-  ( 2  e.  CC  /\  2  =/=  0 )
13 divmuldiv 10240 . . . . 5  |-  ( ( ( ( 2 ^ N )  e.  CC  /\  2  e.  CC )  /\  ( ( 2  e.  CC  /\  2  =/=  0 )  /\  (
2  e.  CC  /\  2  =/=  0 ) ) )  ->  ( (
( 2 ^ N
)  /  2 )  x.  ( 2  / 
2 ) )  =  ( ( ( 2 ^ N )  x.  2 )  /  (
2  x.  2 ) ) )
1412, 12, 13mpanr12 683 . . . 4  |-  ( ( ( 2 ^ N
)  e.  CC  /\  2  e.  CC )  ->  ( ( ( 2 ^ N )  / 
2 )  x.  (
2  /  2 ) )  =  ( ( ( 2 ^ N
)  x.  2 )  /  ( 2  x.  2 ) ) )
1511, 5, 14sylancl 660 . . 3  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( ( 2 ^ N
)  /  2 )  x.  ( 2  / 
2 ) )  =  ( ( ( 2 ^ N )  x.  2 )  /  (
2  x.  2 ) ) )
16 2div2e1 10654 . . . . 5  |-  ( 2  /  2 )  =  1
1716oveq2i 6281 . . . 4  |-  ( ( ( 2 ^ N
)  /  2 )  x.  ( 2  / 
2 ) )  =  ( ( ( 2 ^ N )  / 
2 )  x.  1 )
1811halfcld 10779 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( 2 ^ N )  /  2 )  e.  CC )
1918mulid1d 9602 . . . 4  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( ( 2 ^ N
)  /  2 )  x.  1 )  =  ( ( 2 ^ N )  /  2
) )
2017, 19syl5eq 2507 . . 3  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( ( 2 ^ N
)  /  2 )  x.  ( 2  / 
2 ) )  =  ( ( 2 ^ N )  /  2
) )
219, 15, 203eqtr2rd 2502 . 2  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( 2 ^ N )  /  2 )  =  ( ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  /  (
2 ^ 2 ) ) )
22 2nn0 10808 . . . 4  |-  2  e.  NN0
23 faclbnd 12350 . . . 4  |-  ( ( 2  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ ( N  +  1 ) )  <_  ( (
2 ^ 2 )  x.  ( ! `  N ) ) )
2422, 23mpan 668 . . 3  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( 2 ^ ( N  + 
1 ) )  <_ 
( ( 2 ^ 2 )  x.  ( ! `  N )
) )
25 2re 10601 . . . . 5  |-  2  e.  RR
26 peano2nn0 10832 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( N  +  1 )  e. 
NN0 )
27 reexpcl 12165 . . . . 5  |-  ( ( 2  e.  RR  /\  ( N  +  1
)  e.  NN0 )  ->  ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  e.  RR )
2825, 26, 27sylancr 661 . . . 4  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( 2 ^ ( N  + 
1 ) )  e.  RR )
29 faccl 12345 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ! `
 N )  e.  NN )
3029nnred 10546 . . . 4  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ! `
 N )  e.  RR )
31 4re 10608 . . . . . . 7  |-  4  e.  RR
321, 31eqeltri 2538 . . . . . 6  |-  ( 2 ^ 2 )  e.  RR
33 4pos 10627 . . . . . . 7  |-  0  <  4
3433, 1breqtrri 4464 . . . . . 6  |-  0  <  ( 2 ^ 2 )
3532, 34pm3.2i 453 . . . . 5  |-  ( ( 2 ^ 2 )  e.  RR  /\  0  <  ( 2 ^ 2 ) )
36 ledivmul 10414 . . . . 5  |-  ( ( ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  e.  RR  /\  ( ! `  N )  e.  RR  /\  (
( 2 ^ 2 )  e.  RR  /\  0  <  ( 2 ^ 2 ) ) )  ->  ( ( ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  /  ( 2 ^ 2 ) )  <_ 
( ! `  N
)  <->  ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  <_  (
( 2 ^ 2 )  x.  ( ! `
 N ) ) ) )
3735, 36mp3an3 1311 . . . 4  |-  ( ( ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  e.  RR  /\  ( ! `  N )  e.  RR )  -> 
( ( ( 2 ^ ( N  + 
1 ) )  / 
( 2 ^ 2 ) )  <_  ( ! `  N )  <->  ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  <_  ( ( 2 ^ 2 )  x.  ( ! `  N
) ) ) )
3828, 30, 37syl2anc 659 . . 3  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  /  ( 2 ^ 2 ) )  <_  ( ! `  N )  <->  ( 2 ^ ( N  + 
1 ) )  <_ 
( ( 2 ^ 2 )  x.  ( ! `  N )
) ) )
3924, 38mpbird 232 . 2  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( 2 ^ ( N  +  1 ) )  /  ( 2 ^ 2 ) )  <_ 
( ! `  N
) )
4021, 39eqbrtrd 4459 1  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( ( 2 ^ N )  /  2 )  <_ 
( ! `  N
) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 367    = wceq 1398    e. wcel 1823    =/= wne 2649   class class class wbr 4439   ` cfv 5570  (class class class)co 6270   CCcc 9479   RRcr 9480   0cc0 9481   1c1 9482    + caddc 9484    x. cmul 9486    < clt 9617    <_ cle 9618    / cdiv 10202   2c2 10581   4c4 10583   NN0cn0 10791   ^cexp 12148   !cfa 12335
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1623  ax-4 1636  ax-5 1709  ax-6 1752  ax-7 1795  ax-8 1825  ax-9 1827  ax-10 1842  ax-11 1847  ax-12 1859  ax-13 2004  ax-ext 2432  ax-sep 4560  ax-nul 4568  ax-pow 4615  ax-pr 4676  ax-un 6565  ax-cnex 9537  ax-resscn 9538  ax-1cn 9539  ax-icn 9540  ax-addcl 9541  ax-addrcl 9542  ax-mulcl 9543  ax-mulrcl 9544  ax-mulcom 9545  ax-addass 9546  ax-mulass 9547  ax-distr 9548  ax-i2m1 9549  ax-1ne0 9550  ax-1rid 9551  ax-rnegex 9552  ax-rrecex 9553  ax-cnre 9554  ax-pre-lttri 9555  ax-pre-lttrn 9556  ax-pre-ltadd 9557  ax-pre-mulgt0 9558
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 368  df-an 369  df-3or 972  df-3an 973  df-tru 1401  df-ex 1618  df-nf 1622  df-sb 1745  df-eu 2288  df-mo 2289  df-clab 2440  df-cleq 2446  df-clel 2449  df-nfc 2604  df-ne 2651  df-nel 2652  df-ral 2809  df-rex 2810  df-reu 2811  df-rmo 2812  df-rab 2813  df-v 3108  df-sbc 3325  df-csb 3421  df-dif 3464  df-un 3466  df-in 3468  df-ss 3475  df-pss 3477  df-nul 3784  df-if 3930  df-pw 4001  df-sn 4017  df-pr 4019  df-tp 4021  df-op 4023  df-uni 4236  df-iun 4317  df-br 4440  df-opab 4498  df-mpt 4499  df-tr 4533  df-eprel 4780  df-id 4784  df-po 4789  df-so 4790  df-fr 4827  df-we 4829  df-ord 4870  df-on 4871  df-lim 4872  df-suc 4873  df-xp 4994  df-rel 4995  df-cnv 4996  df-co 4997  df-dm 4998  df-rn 4999  df-res 5000  df-ima 5001  df-iota 5534  df-fun 5572  df-fn 5573  df-f 5574  df-f1 5575  df-fo 5576  df-f1o 5577  df-fv 5578  df-riota 6232  df-ov 6273  df-oprab 6274  df-mpt2 6275  df-om 6674  df-2nd 6774  df-recs 7034  df-rdg 7068  df-er 7303  df-en 7510  df-dom 7511  df-sdom 7512  df-pnf 9619  df-mnf 9620  df-xr 9621  df-ltxr 9622  df-le 9623  df-sub 9798  df-neg 9799  df-div 10203  df-nn 10532  df-2 10590  df-3 10591  df-4 10592  df-n0 10792  df-z 10861  df-uz 11083  df-rp 11222  df-seq 12090  df-exp 12149  df-fac 12336
This theorem is referenced by:  ege2le3  13907
  Copyright terms: Public domain W3C validator