Theorem factwoffsmonot 39181

Description: A factorial with offset is monotonely increasing (Contributed by metakunt, 20-Apr-2024.)

Assertion

Ref	Expression
factwoffsmonot	⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (!‘(𝑋 + 𝑁)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑁)))

Proof of Theorem factwoffsmonot

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq2 7157	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 0 → (𝑋 + 𝑥) = (𝑋 + 0))
2	1	fveq2d 6667	. . 3 ⊢ (𝑥 = 0 → (!‘(𝑋 + 𝑥)) = (!‘(𝑋 + 0)))
3		oveq2 7157	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 0 → (𝑌 + 𝑥) = (𝑌 + 0))
4	3	fveq2d 6667	. . 3 ⊢ (𝑥 = 0 → (!‘(𝑌 + 𝑥)) = (!‘(𝑌 + 0)))
5	2, 4	breq12d 5072	. 2 ⊢ (𝑥 = 0 → ((!‘(𝑋 + 𝑥)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑥)) ↔ (!‘(𝑋 + 0)) ≤ (!‘(𝑌 + 0))))
6		oveq2 7157	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑋 + 𝑥) = (𝑋 + 𝑦))
7	6	fveq2d 6667	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (!‘(𝑋 + 𝑥)) = (!‘(𝑋 + 𝑦)))
8		oveq2 7157	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑌 + 𝑥) = (𝑌 + 𝑦))
9	8	fveq2d 6667	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (!‘(𝑌 + 𝑥)) = (!‘(𝑌 + 𝑦)))
10	7, 9	breq12d 5072	. 2 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((!‘(𝑋 + 𝑥)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑥)) ↔ (!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦))))
11		oveq2 7157	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝑋 + 𝑥) = (𝑋 + (𝑦 + 1)))
12	11	fveq2d 6667	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (!‘(𝑋 + 𝑥)) = (!‘(𝑋 + (𝑦 + 1))))
13		oveq2 7157	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝑌 + 𝑥) = (𝑌 + (𝑦 + 1)))
14	13	fveq2d 6667	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (!‘(𝑌 + 𝑥)) = (!‘(𝑌 + (𝑦 + 1))))
15	12, 14	breq12d 5072	. 2 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → ((!‘(𝑋 + 𝑥)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑥)) ↔ (!‘(𝑋 + (𝑦 + 1))) ≤ (!‘(𝑌 + (𝑦 + 1)))))
16		oveq2 7157	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑁 → (𝑋 + 𝑥) = (𝑋 + 𝑁))
17	16	fveq2d 6667	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑁 → (!‘(𝑋 + 𝑥)) = (!‘(𝑋 + 𝑁)))
18		oveq2 7157	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑁 → (𝑌 + 𝑥) = (𝑌 + 𝑁))
19	18	fveq2d 6667	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑁 → (!‘(𝑌 + 𝑥)) = (!‘(𝑌 + 𝑁)))
20	17, 19	breq12d 5072	. 2 ⊢ (𝑥 = 𝑁 → ((!‘(𝑋 + 𝑥)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑥)) ↔ (!‘(𝑋 + 𝑁)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑁))))
21		facwordi 13646	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (!‘𝑋) ≤ (!‘𝑌))
22		nn0cn 11901	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ0 → 𝑋 ∈ ℂ)
23		addid1 10813	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ ℂ → (𝑋 + 0) = 𝑋)
24	22, 23	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ0 → (𝑋 + 0) = 𝑋)
25	24	fveq2d 6667	. . . 4 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ0 → (!‘(𝑋 + 0)) = (!‘𝑋))
26	25	3ad2ant1 1128	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (!‘(𝑋 + 0)) = (!‘𝑋))
27		nn0cn 11901	. . . . . 6 ⊢ (𝑌 ∈ ℕ0 → 𝑌 ∈ ℂ)
28		addid1 10813	. . . . . 6 ⊢ (𝑌 ∈ ℂ → (𝑌 + 0) = 𝑌)
29	27, 28	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑌 ∈ ℕ0 → (𝑌 + 0) = 𝑌)
30	29	fveq2d 6667	. . . 4 ⊢ (𝑌 ∈ ℕ0 → (!‘(𝑌 + 0)) = (!‘𝑌))
31	30	3ad2ant2 1129	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (!‘(𝑌 + 0)) = (!‘𝑌))
32	21, 26, 31	3brtr4d 5091	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (!‘(𝑋 + 0)) ≤ (!‘(𝑌 + 0)))
33		nn0cn 11901	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ0 → 𝑦 ∈ ℂ)
34		ax-1cn 10588	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℂ
35		addass 10617	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑋 + 𝑦) + 1) = (𝑋 + (𝑦 + 1)))
36	34, 35	mp3an3 1445	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑋 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑋 + 𝑦) + 1) = (𝑋 + (𝑦 + 1)))
37	22, 33, 36	syl2an 597	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑋 + 𝑦) + 1) = (𝑋 + (𝑦 + 1)))
38	37	fveq2d 6667	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) = (!‘(𝑋 + (𝑦 + 1))))
39	38	3ad2antl1 1180	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) = (!‘(𝑋 + (𝑦 + 1))))
40	39	adantr 483	. . 3 ⊢ ((((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ (!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦))) → (!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) = (!‘(𝑋 + (𝑦 + 1))))
41		nn0addcl 11926	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝑋 + 𝑦) ∈ ℕ0)
42	41	3adant2 1126	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝑋 + 𝑦) ∈ ℕ0)
43	42	adantr 483	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (𝑋 + 𝑦) ∈ ℕ0)
44		nn0addcl 11926	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝑌 + 𝑦) ∈ ℕ0)
45	44	3adant1 1125	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝑌 + 𝑦) ∈ ℕ0)
46	45	adantr 483	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (𝑌 + 𝑦) ∈ ℕ0)
47		nn0re 11900	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ0 → 𝑋 ∈ ℝ)
48		nn0re 11900	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑌 ∈ ℕ0 → 𝑌 ∈ ℝ)
49		nn0re 11900	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ0 → 𝑦 ∈ ℝ)
50		leadd1 11101	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑋 ≤ 𝑌 ↔ (𝑋 + 𝑦) ≤ (𝑌 + 𝑦)))
51	47, 48, 49, 50	syl3an 1155	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝑋 ≤ 𝑌 ↔ (𝑋 + 𝑦) ≤ (𝑌 + 𝑦)))
52	51	biimpa 479	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (𝑋 + 𝑦) ≤ (𝑌 + 𝑦))
53		facwordi 13646	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋 + 𝑦) ∈ ℕ0 ∧ (𝑌 + 𝑦) ∈ ℕ0 ∧ (𝑋 + 𝑦) ≤ (𝑌 + 𝑦)) → (!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦)))
54	43, 46, 52, 53	syl3anc 1366	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦)))
55	54	3an1rs 1354	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦)))
56		nn0re 11900	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑋 + 𝑦) ∈ ℕ0 → (𝑋 + 𝑦) ∈ ℝ)
57	43, 56	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (𝑋 + 𝑦) ∈ ℝ)
58		nn0re 11900	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑌 + 𝑦) ∈ ℕ0 → (𝑌 + 𝑦) ∈ ℝ)
59	46, 58	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (𝑌 + 𝑦) ∈ ℝ)
60	57, 59	jca 514	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → ((𝑋 + 𝑦) ∈ ℝ ∧ (𝑌 + 𝑦) ∈ ℝ))
61		1re 10634	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 ∈ ℝ
62		leadd1 11101	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 + 𝑦) ∈ ℝ ∧ (𝑌 + 𝑦) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → ((𝑋 + 𝑦) ≤ (𝑌 + 𝑦) ↔ ((𝑋 + 𝑦) + 1) ≤ ((𝑌 + 𝑦) + 1)))
63	61, 62	mp3an3 1445	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑋 + 𝑦) ∈ ℝ ∧ (𝑌 + 𝑦) ∈ ℝ) → ((𝑋 + 𝑦) ≤ (𝑌 + 𝑦) ↔ ((𝑋 + 𝑦) + 1) ≤ ((𝑌 + 𝑦) + 1)))
64	60, 63	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → ((𝑋 + 𝑦) ≤ (𝑌 + 𝑦) ↔ ((𝑋 + 𝑦) + 1) ≤ ((𝑌 + 𝑦) + 1)))
65	52, 64	mpbid 234	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → ((𝑋 + 𝑦) + 1) ≤ ((𝑌 + 𝑦) + 1))
66	65	3an1rs 1354	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑋 + 𝑦) + 1) ≤ ((𝑌 + 𝑦) + 1))
67	55, 66	jca 514	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∧ ((𝑋 + 𝑦) + 1) ≤ ((𝑌 + 𝑦) + 1)))
68		faccl 13640	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑋 + 𝑦) ∈ ℕ0 → (!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℕ)
69		nnre 11638	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℕ → (!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℝ)
70	41, 68, 69	3syl 18	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℝ)
71	70	3adant2 1126	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℝ)
72		nngt0 11662	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℕ → 0 < (!‘(𝑋 + 𝑦)))
73	41, 68, 72	3syl 18	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 0 < (!‘(𝑋 + 𝑦)))
74		0re 10636	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ 0 ∈ ℝ
75		ltle 10722	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ (!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℝ) → (0 < (!‘(𝑋 + 𝑦)) → 0 ≤ (!‘(𝑋 + 𝑦))))
76	74, 75	mpan 688	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℝ → (0 < (!‘(𝑋 + 𝑦)) → 0 ≤ (!‘(𝑋 + 𝑦))))
77	70, 76	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (0 < (!‘(𝑋 + 𝑦)) → 0 ≤ (!‘(𝑋 + 𝑦))))
78	73, 77	mpd 15	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 0 ≤ (!‘(𝑋 + 𝑦)))
79	78	3adant2 1126	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 0 ≤ (!‘(𝑋 + 𝑦)))
80	71, 79	jca 514	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (!‘(𝑋 + 𝑦))))
81		faccl 13640	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑌 + 𝑦) ∈ ℕ0 → (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∈ ℕ)
82		nnre 11638	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((!‘(𝑌 + 𝑦)) ∈ ℕ → (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∈ ℝ)
83	44, 81, 82	3syl 18	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∈ ℝ)
84	83	3adant1 1125	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∈ ℝ)
85	80, 84	jca 514	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (((!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (!‘(𝑋 + 𝑦))) ∧ (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∈ ℝ))
86		1nn0 11907	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ 1 ∈ ℕ0
87		nn0addcl 11926	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑋 + 𝑦) ∈ ℕ0 ∧ 1 ∈ ℕ0) → ((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℕ0)
88	86, 87	mpan2 689	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑋 + 𝑦) ∈ ℕ0 → ((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℕ0)
89	41, 88	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℕ0)
90		nn0re 11900	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℕ0 → ((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ)
91	89, 90	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ)
92	91	3adant2 1126	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ)
93		nn0ge0 11916	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℕ0 → 0 ≤ ((𝑋 + 𝑦) + 1))
94	89, 93	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 0 ≤ ((𝑋 + 𝑦) + 1))
95	94	3adant2 1126	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 0 ≤ ((𝑋 + 𝑦) + 1))
96	92, 95	jca 514	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ((𝑋 + 𝑦) + 1)))
97		nn0readdcl 11955	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝑌 + 𝑦) ∈ ℝ)
98		1red 10635	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 1 ∈ ℝ)
99	97, 98	readdcld 10663	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑌 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ)
100	99	3adant1 1125	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑌 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ)
101	96, 100	jca 514	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ∧ ((𝑌 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ))
102	85, 101	jca 514	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((((!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (!‘(𝑋 + 𝑦))) ∧ (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∈ ℝ) ∧ ((((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ∧ ((𝑌 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ)))
103		lemul12a 11491	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((!‘(𝑋 + 𝑦)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (!‘(𝑋 + 𝑦))) ∧ (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∈ ℝ) ∧ ((((𝑋 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ∧ ((𝑌 + 𝑦) + 1) ∈ ℝ)) → (((!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∧ ((𝑋 + 𝑦) + 1) ≤ ((𝑌 + 𝑦) + 1)) → ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1))))
104	102, 103	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (((!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∧ ((𝑋 + 𝑦) + 1) ≤ ((𝑌 + 𝑦) + 1)) → ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1))))
105	104	3expa 1113	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (((!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∧ ((𝑋 + 𝑦) + 1) ≤ ((𝑌 + 𝑦) + 1)) → ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1))))
106	105	3adantl3 1163	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (((!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦)) ∧ ((𝑋 + 𝑦) + 1) ≤ ((𝑌 + 𝑦) + 1)) → ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1))))
107	67, 106	mpd 15	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1)))
108		facp1 13635	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑋 + 𝑦) ∈ ℕ0 → (!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) = ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)))
109	43, 108	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) = ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)))
110		facp1 13635	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑌 + 𝑦) ∈ ℕ0 → (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)) = ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1)))
111	46, 110	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)) = ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1)))
112	109, 111	jca 514	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → ((!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) = ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ∧ (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)) = ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1))))
113		breq12 5064	. . . . . . . 8 ⊢ (((!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) = ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ∧ (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)) = ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1))) → ((!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)) ↔ ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1))))
114	112, 113	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) → ((!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)) ↔ ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1))))
115	114	3an1rs 1354	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)) ↔ ((!‘(𝑋 + 𝑦)) · ((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ ((!‘(𝑌 + 𝑦)) · ((𝑌 + 𝑦) + 1))))
116	107, 115	mpbird 259	. . . . 5 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)))
117	116	adantr 483	. . . 4 ⊢ ((((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ (!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦))) → (!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)))
118		addass 10617	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑌 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑌 + 𝑦) + 1) = (𝑌 + (𝑦 + 1)))
119	34, 118	mp3an3 1445	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑌 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑌 + 𝑦) + 1) = (𝑌 + (𝑦 + 1)))
120	27, 33, 119	syl2an 597	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑌 + 𝑦) + 1) = (𝑌 + (𝑦 + 1)))
121	120	fveq2d 6667	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)) = (!‘(𝑌 + (𝑦 + 1))))
122	121	3ad2antl2 1181	. . . . 5 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)) = (!‘(𝑌 + (𝑦 + 1))))
123	122	adantr 483	. . . 4 ⊢ ((((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ (!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦))) → (!‘((𝑌 + 𝑦) + 1)) = (!‘(𝑌 + (𝑦 + 1))))
124	117, 123	breqtrd 5085	. . 3 ⊢ ((((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ (!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦))) → (!‘((𝑋 + 𝑦) + 1)) ≤ (!‘(𝑌 + (𝑦 + 1))))
125	40, 124	eqbrtrrd 5083	. 2 ⊢ ((((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ (!‘(𝑋 + 𝑦)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑦))) → (!‘(𝑋 + (𝑦 + 1))) ≤ (!‘(𝑌 + (𝑦 + 1))))
126	5, 10, 15, 20, 32, 125	nn0indd 12073	1 ⊢ (((𝑋 ∈ ℕ0 ∧ 𝑌 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ≤ 𝑌) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (!‘(𝑋 + 𝑁)) ≤ (!‘(𝑌 + 𝑁)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   ∧ w3a 1082   = wceq 1536   ∈ wcel 2113   class class class wbr 5059  ‘cfv 6348  (class class class)co 7149  ℂcc 10528  ℝcr 10529  0cc0 10530  1c1 10531   + caddc 10533   · cmul 10535   < clt 10668   ≤ cle 10669  ℕcn 11631  ℕ₀cn0 11891  !cfa 13630

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 1969  ax-7 2014  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2176  ax-ext 2792  ax-sep 5196  ax-nul 5203  ax-pow 5259  ax-pr 5323  ax-un 7454  ax-cnex 10586  ax-resscn 10587  ax-1cn 10588  ax-icn 10589  ax-addcl 10590  ax-addrcl 10591  ax-mulcl 10592  ax-mulrcl 10593  ax-mulcom 10594  ax-addass 10595  ax-mulass 10596  ax-distr 10597  ax-i2m1 10598  ax-1ne0 10599  ax-1rid 10600  ax-rnegex 10601  ax-rrecex 10602  ax-cnre 10603  ax-pre-lttri 10604  ax-pre-lttrn 10605  ax-pre-ltadd 10606  ax-pre-mulgt0 10607

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1083  df-3an 1084  df-tru 1539  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2069  df-mo 2621  df-eu 2653  df-clab 2799  df-cleq 2813  df-clel 2892  df-nfc 2962  df-ne 3016  df-nel 3123  df-ral 3142  df-rex 3143  df-reu 3144  df-rab 3146  df-v 3493  df-sbc 3769  df-csb 3877  df-dif 3932  df-un 3934  df-in 3936  df-ss 3945  df-pss 3947  df-nul 4285  df-if 4461  df-pw 4534  df-sn 4561  df-pr 4563  df-tp 4565  df-op 4567  df-uni 4832  df-iun 4914  df-br 5060  df-opab 5122  df-mpt 5140  df-tr 5166  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-riota 7107  df-ov 7152  df-oprab 7153  df-mpo 7154  df-om 7574  df-2nd 7683  df-wrecs 7940  df-recs 8001  df-rdg 8039  df-er 8282  df-en 8503  df-dom 8504  df-sdom 8505  df-pnf 10670  df-mnf 10671  df-xr 10672  df-ltxr 10673  df-le 10674  df-sub 10865  df-neg 10866  df-nn 11632  df-n0 11892  df-z 11976  df-uz 12238  df-seq 13367  df-fac 13631

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