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

Theorem dvdsfac 16274
Description: A positive integer divides any greater factorial. (Contributed by Paul Chapman, 28-Nov-2012.)
Assertion
Ref Expression
dvdsfac ((๐พ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ)) โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘))

Proof of Theorem dvdsfac
Dummy variables ๐‘ฅ ๐‘ฆ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fveq2 6891 . . . . 5 (๐‘ฅ = ๐พ โ†’ (!โ€˜๐‘ฅ) = (!โ€˜๐พ))
21breq2d 5160 . . . 4 (๐‘ฅ = ๐พ โ†’ (๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฅ) โ†” ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐พ)))
32imbi2d 340 . . 3 (๐‘ฅ = ๐พ โ†’ ((๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฅ)) โ†” (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐พ))))
4 fveq2 6891 . . . . 5 (๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ (!โ€˜๐‘ฅ) = (!โ€˜๐‘ฆ))
54breq2d 5160 . . . 4 (๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ (๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฅ) โ†” ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฆ)))
65imbi2d 340 . . 3 (๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ((๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฅ)) โ†” (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฆ))))
7 fveq2 6891 . . . . 5 (๐‘ฅ = (๐‘ฆ + 1) โ†’ (!โ€˜๐‘ฅ) = (!โ€˜(๐‘ฆ + 1)))
87breq2d 5160 . . . 4 (๐‘ฅ = (๐‘ฆ + 1) โ†’ (๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฅ) โ†” ๐พ โˆฅ (!โ€˜(๐‘ฆ + 1))))
98imbi2d 340 . . 3 (๐‘ฅ = (๐‘ฆ + 1) โ†’ ((๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฅ)) โ†” (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜(๐‘ฆ + 1)))))
10 fveq2 6891 . . . . 5 (๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ (!โ€˜๐‘ฅ) = (!โ€˜๐‘))
1110breq2d 5160 . . . 4 (๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ (๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฅ) โ†” ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘)))
1211imbi2d 340 . . 3 (๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ((๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฅ)) โ†” (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘))))
13 nnm1nn0 12518 . . . . . . 7 (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ (๐พ โˆ’ 1) โˆˆ โ„•0)
1413faccld 14249 . . . . . 6 (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ (!โ€˜(๐พ โˆ’ 1)) โˆˆ โ„•)
1514nnzd 12590 . . . . 5 (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ (!โ€˜(๐พ โˆ’ 1)) โˆˆ โ„ค)
16 nnz 12584 . . . . 5 (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆˆ โ„ค)
17 dvdsmul2 16227 . . . . 5 (((!โ€˜(๐พ โˆ’ 1)) โˆˆ โ„ค โˆง ๐พ โˆˆ โ„ค) โ†’ ๐พ โˆฅ ((!โ€˜(๐พ โˆ’ 1)) ยท ๐พ))
1815, 16, 17syl2anc 583 . . . 4 (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ ((!โ€˜(๐พ โˆ’ 1)) ยท ๐พ))
19 facnn2 14247 . . . 4 (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ (!โ€˜๐พ) = ((!โ€˜(๐พ โˆ’ 1)) ยท ๐พ))
2018, 19breqtrrd 5176 . . 3 (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐พ))
2116adantl 481 . . . . . . 7 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐พ โˆˆ โ„ค)
22 elnnuz 12871 . . . . . . . . . . . 12 (๐พ โˆˆ โ„• โ†” ๐พ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
23 uztrn 12845 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1)) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
2422, 23sylan2b 593 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
25 elnnuz 12871 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ฆ โˆˆ โ„• โ†” ๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
2624, 25sylibr 233 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„•)
2726nnnn0d 12537 . . . . . . . . 9 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0)
2827faccld 14249 . . . . . . . 8 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ (!โ€˜๐‘ฆ) โˆˆ โ„•)
2928nnzd 12590 . . . . . . 7 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ (!โ€˜๐‘ฆ) โˆˆ โ„ค)
3026nnzd 12590 . . . . . . . 8 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค)
3130peano2zd 12674 . . . . . . 7 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘ฆ + 1) โˆˆ โ„ค)
32 dvdsmultr1 16244 . . . . . . 7 ((๐พ โˆˆ โ„ค โˆง (!โ€˜๐‘ฆ) โˆˆ โ„ค โˆง (๐‘ฆ + 1) โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฆ) โ†’ ๐พ โˆฅ ((!โ€˜๐‘ฆ) ยท (๐‘ฆ + 1))))
3321, 29, 31, 32syl3anc 1370 . . . . . 6 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฆ) โ†’ ๐พ โˆฅ ((!โ€˜๐‘ฆ) ยท (๐‘ฆ + 1))))
34 facp1 14243 . . . . . . . 8 (๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ (!โ€˜(๐‘ฆ + 1)) = ((!โ€˜๐‘ฆ) ยท (๐‘ฆ + 1)))
3527, 34syl 17 . . . . . . 7 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ (!โ€˜(๐‘ฆ + 1)) = ((!โ€˜๐‘ฆ) ยท (๐‘ฆ + 1)))
3635breq2d 5160 . . . . . 6 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐พ โˆฅ (!โ€˜(๐‘ฆ + 1)) โ†” ๐พ โˆฅ ((!โ€˜๐‘ฆ) ยท (๐‘ฆ + 1))))
3733, 36sylibrd 259 . . . . 5 ((๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โˆง ๐พ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฆ) โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜(๐‘ฆ + 1))))
3837ex 412 . . . 4 (๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โ†’ (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ (๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฆ) โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜(๐‘ฆ + 1)))))
3938a2d 29 . . 3 (๐‘ฆ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โ†’ ((๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘ฆ)) โ†’ (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜(๐‘ฆ + 1)))))
403, 6, 9, 12, 20, 39uzind4i 12899 . 2 (๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ) โ†’ (๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘)))
4140impcom 407 1 ((๐พ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐พ)) โ†’ ๐พ โˆฅ (!โ€˜๐‘))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 395   = wceq 1540   โˆˆ wcel 2105   class class class wbr 5148  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7412  1c1 11114   + caddc 11116   ยท cmul 11118   โˆ’ cmin 11449  โ„•cn 12217  โ„•0cn0 12477  โ„คcz 12563  โ„คโ‰ฅcuz 12827  !cfa 14238   โˆฅ cdvds 16202
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7728  ax-cnex 11169  ax-resscn 11170  ax-1cn 11171  ax-icn 11172  ax-addcl 11173  ax-addrcl 11174  ax-mulcl 11175  ax-mulrcl 11176  ax-mulcom 11177  ax-addass 11178  ax-mulass 11179  ax-distr 11180  ax-i2m1 11181  ax-1ne0 11182  ax-1rid 11183  ax-rnegex 11184  ax-rrecex 11185  ax-cnre 11186  ax-pre-lttri 11187  ax-pre-lttrn 11188  ax-pre-ltadd 11189  ax-pre-mulgt0 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7859  df-2nd 7979  df-frecs 8269  df-wrecs 8300  df-recs 8374  df-rdg 8413  df-er 8706  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-nn 12218  df-n0 12478  df-z 12564  df-uz 12828  df-seq 13972  df-fac 14239  df-dvds 16203
This theorem is referenced by:  lcmflefac  16590  prmunb  16852  prmgaplem1  16987  gexcl3  19497  wilth  26812  chtublem  26951  prmdvdsbc  32290
  Copyright terms: Public domain W3C validator