Theorem facgam 26974

Description: The Gamma function generalizes the factorial. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Jul-2017.)

Assertion

Ref	Expression
facgam	⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → (!‘𝑁) = (Γ‘(𝑁 + 1)))

Proof of Theorem facgam

Dummy variables 𝑥 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fveq2 6822	. . 3 ⊢ (𝑥 = 0 → (!‘𝑥) = (!‘0))
2		fv0p1e1 12246	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 0 → (Γ‘(𝑥 + 1)) = (Γ‘1))
3		gam1 26973	. . . 4 ⊢ (Γ‘1) = 1
4	2, 3	eqtrdi 2780	. . 3 ⊢ (𝑥 = 0 → (Γ‘(𝑥 + 1)) = 1)
5	1, 4	eqeq12d 2745	. 2 ⊢ (𝑥 = 0 → ((!‘𝑥) = (Γ‘(𝑥 + 1)) ↔ (!‘0) = 1))
6		fveq2 6822	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑛 → (!‘𝑥) = (!‘𝑛))
7		fvoveq1 7372	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑛 → (Γ‘(𝑥 + 1)) = (Γ‘(𝑛 + 1)))
8	6, 7	eqeq12d 2745	. 2 ⊢ (𝑥 = 𝑛 → ((!‘𝑥) = (Γ‘(𝑥 + 1)) ↔ (!‘𝑛) = (Γ‘(𝑛 + 1))))
9		fveq2 6822	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝑛 + 1) → (!‘𝑥) = (!‘(𝑛 + 1)))
10		fvoveq1 7372	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝑛 + 1) → (Γ‘(𝑥 + 1)) = (Γ‘((𝑛 + 1) + 1)))
11	9, 10	eqeq12d 2745	. 2 ⊢ (𝑥 = (𝑛 + 1) → ((!‘𝑥) = (Γ‘(𝑥 + 1)) ↔ (!‘(𝑛 + 1)) = (Γ‘((𝑛 + 1) + 1))))
12		fveq2 6822	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑁 → (!‘𝑥) = (!‘𝑁))
13		fvoveq1 7372	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑁 → (Γ‘(𝑥 + 1)) = (Γ‘(𝑁 + 1)))
14	12, 13	eqeq12d 2745	. 2 ⊢ (𝑥 = 𝑁 → ((!‘𝑥) = (Γ‘(𝑥 + 1)) ↔ (!‘𝑁) = (Γ‘(𝑁 + 1))))
15		fac0 14183	. 2 ⊢ (!‘0) = 1
16		oveq1 7356	. . 3 ⊢ ((!‘𝑛) = (Γ‘(𝑛 + 1)) → ((!‘𝑛) · (𝑛 + 1)) = ((Γ‘(𝑛 + 1)) · (𝑛 + 1)))
17		facp1 14185	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (!‘(𝑛 + 1)) = ((!‘𝑛) · (𝑛 + 1)))
18		nn0p1nn 12423	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 + 1) ∈ ℕ)
19	18	nncnd 12144	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 + 1) ∈ ℂ)
20		eldifn 4083	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑛 + 1) ∈ (ℤ ∖ ℕ) → ¬ (𝑛 + 1) ∈ ℕ)
21	20, 18	nsyl3 138	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → ¬ (𝑛 + 1) ∈ (ℤ ∖ ℕ))
22	19, 21	eldifd 3914	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 + 1) ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
23		gamp1 26966	. . . . 5 ⊢ ((𝑛 + 1) ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)) → (Γ‘((𝑛 + 1) + 1)) = ((Γ‘(𝑛 + 1)) · (𝑛 + 1)))
24	22, 23	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (Γ‘((𝑛 + 1) + 1)) = ((Γ‘(𝑛 + 1)) · (𝑛 + 1)))
25	17, 24	eqeq12d 2745	. . 3 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → ((!‘(𝑛 + 1)) = (Γ‘((𝑛 + 1) + 1)) ↔ ((!‘𝑛) · (𝑛 + 1)) = ((Γ‘(𝑛 + 1)) · (𝑛 + 1))))
26	16, 25	imbitrrid 246	. 2 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → ((!‘𝑛) = (Γ‘(𝑛 + 1)) → (!‘(𝑛 + 1)) = (Γ‘((𝑛 + 1) + 1))))
27	5, 8, 11, 14, 15, 26	nn0ind 12571	1 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → (!‘𝑁) = (Γ‘(𝑁 + 1)))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ∖ cdif 3900  ‘cfv 6482  (class class class)co 7349  ℂcc 11007  0cc0 11009  1c1 11010   + caddc 11012   · cmul 11014  ℕcn 12128  ℕ₀cn0 12384  ℤcz 12471  !cfa 14180  Γcgam 26925

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5218  ax-sep 5235  ax-nul 5245  ax-pow 5304  ax-pr 5371  ax-un 7671  ax-inf2 9537  ax-cnex 11065  ax-resscn 11066  ax-1cn 11067  ax-icn 11068  ax-addcl 11069  ax-addrcl 11070  ax-mulcl 11071  ax-mulrcl 11072  ax-mulcom 11073  ax-addass 11074  ax-mulass 11075  ax-distr 11076  ax-i2m1 11077  ax-1ne0 11078  ax-1rid 11079  ax-rnegex 11080  ax-rrecex 11081  ax-cnre 11082  ax-pre-lttri 11083  ax-pre-lttrn 11084  ax-pre-ltadd 11085  ax-pre-mulgt0 11086  ax-pre-sup 11087  ax-addf 11088

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3395  df-v 3438  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-tp 4582  df-op 4584  df-uni 4859  df-int 4897  df-iun 4943  df-iin 4944  df-br 5093  df-opab 5155  df-mpt 5174  df-tr 5200  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-se 5573  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6249  df-ord 6310  df-on 6311  df-lim 6312  df-suc 6313  df-iota 6438  df-fun 6484  df-fn 6485  df-f 6486  df-f1 6487  df-fo 6488  df-f1o 6489  df-fv 6490  df-isom 6491  df-riota 7306  df-ov 7352  df-oprab 7353  df-mpo 7354  df-of 7613  df-om 7800  df-1st 7924  df-2nd 7925  df-supp 8094  df-frecs 8214  df-wrecs 8245  df-recs 8294  df-rdg 8332  df-1o 8388  df-2o 8389  df-oadd 8392  df-er 8625  df-map 8755  df-pm 8756  df-ixp 8825  df-en 8873  df-dom 8874  df-sdom 8875  df-fin 8876  df-fsupp 9252  df-fi 9301  df-sup 9332  df-inf 9333  df-oi 9402  df-dju 9797  df-card 9835  df-pnf 11151  df-mnf 11152  df-xr 11153  df-ltxr 11154  df-le 11155  df-sub 11349  df-neg 11350  df-div 11778  df-nn 12129  df-2 12191  df-3 12192  df-4 12193  df-5 12194  df-6 12195  df-7 12196  df-8 12197  df-9 12198  df-n0 12385  df-z 12472  df-dec 12592  df-uz 12736  df-q 12850  df-rp 12894  df-xneg 13014  df-xadd 13015  df-xmul 13016  df-ioo 13252  df-ioc 13253  df-ico 13254  df-icc 13255  df-fz 13411  df-fzo 13558  df-fl 13696  df-mod 13774  df-seq 13909  df-exp 13969  df-fac 14181  df-bc 14210  df-hash 14238  df-shft 14974  df-cj 15006  df-re 15007  df-im 15008  df-sqrt 15142  df-abs 15143  df-limsup 15378  df-clim 15395  df-rlim 15396  df-sum 15594  df-ef 15974  df-sin 15976  df-cos 15977  df-tan 15978  df-pi 15979  df-struct 17058  df-sets 17075  df-slot 17093  df-ndx 17105  df-base 17121  df-ress 17142  df-plusg 17174  df-mulr 17175  df-starv 17176  df-sca 17177  df-vsca 17178  df-ip 17179  df-tset 17180  df-ple 17181  df-ds 17183  df-unif 17184  df-hom 17185  df-cco 17186  df-rest 17326  df-topn 17327  df-0g 17345  df-gsum 17346  df-topgen 17347  df-pt 17348  df-prds 17351  df-xrs 17406  df-qtop 17411  df-imas 17412  df-xps 17414  df-mre 17488  df-mrc 17489  df-acs 17491  df-mgm 18514  df-sgrp 18593  df-mnd 18609  df-submnd 18658  df-mulg 18947  df-cntz 19196  df-cmn 19661  df-psmet 21253  df-xmet 21254  df-met 21255  df-bl 21256  df-mopn 21257  df-fbas 21258  df-fg 21259  df-cnfld 21262  df-top 22779  df-topon 22796  df-topsp 22818  df-bases 22831  df-cld 22904  df-ntr 22905  df-cls 22906  df-nei 22983  df-lp 23021  df-perf 23022  df-cn 23112  df-cnp 23113  df-haus 23200  df-cmp 23272  df-tx 23447  df-hmeo 23640  df-fil 23731  df-fm 23823  df-flim 23824  df-flf 23825  df-xms 24206  df-ms 24207  df-tms 24208  df-cncf 24769  df-limc 25765  df-dv 25766  df-ulm 26284  df-log 26463  df-cxp 26464  df-lgam 26927  df-gam 26928

This theorem is referenced by:  gamfac  26975