В данном случае можно говорить не о производной, а о приращении функции. Производная - это предел приращения функции к приращению аргумента при
. Но в случае теоремы Ферма речь идет о целочисленных решениях, поэтому приращение аргумента может быть любым целым числом.
Разность значений функции - это по сути ее приращение для определенного приращения аргумента.Так что вышеприведенная табличка - по сути определение приращения степенной функции для приращения аргумента

.
Проблема в том, что приращение

для

будет таковым только для случая

, и его вид будет другой при

.
Приращение степенной функции в общем случае находится через бином Ньютона, и именно там появляется факториал.
Применительно к Теореме Ферма это интересно тем, что приращение функции можно принять равным

. Таким образом легко искать (проверять) решения, удовлетворяющие ТФ.
Например, для случая

, решения будут в виде

.