Theorem finextalg 33703

Description: A finite field extension is algebraic. Proposition 1.1 of [Lang], p. 224. (Contributed by Thierry Arnoux, 10-Jan-2026.)

Hypothesis

Ref	Expression
finextalg.1	⊢ (𝜑 → 𝐸/FinExt𝐹)

Assertion

Ref	Expression
finextalg	⊢ (𝜑 → 𝐸/AlgExt𝐹)

Proof of Theorem finextalg

Step	Hyp	Ref	Expression
1		finextalg.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐸/FinExt𝐹)
2	1	finextfldext 33669	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐸/FldExt𝐹)
3		eqid 2731	. . 3 ⊢ (Base‘𝐸) = (Base‘𝐸)
4		eqid 2731	. . 3 ⊢ (dim‘((subringAlg ‘𝐸)‘(Base‘𝐹))) = (dim‘((subringAlg ‘𝐸)‘(Base‘𝐹)))
5		fldextfld1 33652	. . . 4 ⊢ (𝐸/FldExt𝐹 → 𝐸 ∈ Field)
6	2, 5	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ Field)
7		eqid 2731	. . . 4 ⊢ (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
8	7, 2	fldextsdrg 33659	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝐹) ∈ (SubDRing‘𝐸))
9		extdgval 33658	. . . . 5 ⊢ (𝐸/FldExt𝐹 → (𝐸[:]𝐹) = (dim‘((subringAlg ‘𝐸)‘(Base‘𝐹))))
10	2, 9	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐸[:]𝐹) = (dim‘((subringAlg ‘𝐸)‘(Base‘𝐹))))
11		brfinext 33657	. . . . . 6 ⊢ (𝐸/FldExt𝐹 → (𝐸/FinExt𝐹 ↔ (𝐸[:]𝐹) ∈ ℕ0))
12	2, 11	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐸/FinExt𝐹 ↔ (𝐸[:]𝐹) ∈ ℕ0))
13	1, 12	mpbid 232	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐸[:]𝐹) ∈ ℕ0)
14	10, 13	eqeltrrd 2832	. . 3 ⊢ (𝜑 → (dim‘((subringAlg ‘𝐸)‘(Base‘𝐹))) ∈ ℕ0)
15	3, 4, 6, 8, 14	extdgfialg 33699	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐸 IntgRing (Base‘𝐹)) = (Base‘𝐸))
16		fldextfld2 33653	. . . 4 ⊢ (𝐸/FldExt𝐹 → 𝐹 ∈ Field)
17	2, 16	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ Field)
18	3, 7, 6, 17	bralgext 33702	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐸/AlgExt𝐹 ↔ (𝐸/FldExt𝐹 ∧ (𝐸 IntgRing (Base‘𝐹)) = (Base‘𝐸))))
19	2, 15, 18	mpbir2and 713	1 ⊢ (𝜑 → 𝐸/AlgExt𝐹)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   = wceq 1541   ∈ wcel 2111   class class class wbr 5086  ‘cfv 6476  (class class class)co 7341  ℕ₀cn0 12376  Basecbs 17115  Fieldcfield 20640  subringAlg csra 21100  dimcldim 33603  /_FldExtcfldext 33643  /_FinExtcfinext 33644  [:]cextdg 33645   IntgRing cirng 33688  /_AlgExtcalgext 33700

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 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-rep 5212  ax-sep 5229  ax-nul 5239  ax-pow 5298  ax-pr 5365  ax-un 7663  ax-reg 9473  ax-inf2 9526  ax-ac2 10349  ax-cnex 11057  ax-resscn 11058  ax-1cn 11059  ax-icn 11060  ax-addcl 11061  ax-addrcl 11062  ax-mulcl 11063  ax-mulrcl 11064  ax-mulcom 11065  ax-addass 11066  ax-mulass 11067  ax-distr 11068  ax-i2m1 11069  ax-1ne0 11070  ax-1rid 11071  ax-rnegex 11072  ax-rrecex 11073  ax-cnre 11074  ax-pre-lttri 11075  ax-pre-lttrn 11076  ax-pre-ltadd 11077  ax-pre-mulgt0 11078  ax-addf 11080

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3737  df-csb 3846  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3917  df-nul 4279  df-if 4471  df-pw 4547  df-sn 4572  df-pr 4574  df-tp 4576  df-op 4578  df-uni 4855  df-int 4893  df-iun 4938  df-iin 4939  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5506  df-eprel 5511  df-po 5519  df-so 5520  df-fr 5564  df-se 5565  df-we 5566  df-xp 5617  df-rel 5618  df-cnv 5619  df-co 5620  df-dm 5621  df-rn 5622  df-res 5623  df-ima 5624  df-pred 6243  df-ord 6304  df-on 6305  df-lim 6306  df-suc 6307  df-iota 6432  df-fun 6478  df-fn 6479  df-f 6480  df-f1 6481  df-fo 6482  df-f1o 6483  df-fv 6484  df-isom 6485  df-riota 7298  df-ov 7344  df-oprab 7345  df-mpo 7346  df-of 7605  df-ofr 7606  df-rpss 7651  df-om 7792  df-1st 7916  df-2nd 7917  df-supp 8086  df-tpos 8151  df-frecs 8206  df-wrecs 8237  df-recs 8286  df-rdg 8324  df-1o 8380  df-2o 8381  df-oadd 8384  df-er 8617  df-map 8747  df-pm 8748  df-ixp 8817  df-en 8865  df-dom 8866  df-sdom 8867  df-fin 8868  df-fsupp 9241  df-sup 9321  df-oi 9391  df-r1 9652  df-rank 9653  df-dju 9789  df-card 9827  df-acn 9830  df-ac 10002  df-pnf 11143  df-mnf 11144  df-xr 11145  df-ltxr 11146  df-le 11147  df-sub 11341  df-neg 11342  df-nn 12121  df-2 12183  df-3 12184  df-4 12185  df-5 12186  df-6 12187  df-7 12188  df-8 12189  df-9 12190  df-n0 12377  df-xnn0 12450  df-z 12464  df-dec 12584  df-uz 12728  df-fz 13403  df-fzo 13550  df-seq 13904  df-hash 14233  df-struct 17053  df-sets 17070  df-slot 17088  df-ndx 17100  df-base 17116  df-ress 17137  df-plusg 17169  df-mulr 17170  df-starv 17171  df-sca 17172  df-vsca 17173  df-ip 17174  df-tset 17175  df-ple 17176  df-ocomp 17177  df-ds 17178  df-unif 17179  df-hom 17180  df-cco 17181  df-0g 17340  df-gsum 17341  df-prds 17346  df-pws 17348  df-mre 17483  df-mrc 17484  df-mri 17485  df-acs 17486  df-proset 18195  df-drs 18196  df-poset 18214  df-ipo 18429  df-mgm 18543  df-sgrp 18622  df-mnd 18638  df-mhm 18686  df-submnd 18687  df-grp 18844  df-minusg 18845  df-sbg 18846  df-mulg 18976  df-subg 19031  df-ghm 19120  df-cntz 19224  df-cmn 19689  df-abl 19690  df-mgp 20054  df-rng 20066  df-ur 20095  df-srg 20100  df-ring 20148  df-cring 20149  df-oppr 20250  df-dvdsr 20270  df-unit 20271  df-invr 20301  df-rhm 20385  df-nzr 20423  df-subrng 20456  df-subrg 20480  df-rlreg 20604  df-drng 20641  df-field 20642  df-sdrg 20697  df-lmod 20790  df-lss 20860  df-lsp 20900  df-lmhm 20951  df-lbs 21004  df-lvec 21032  df-sra 21102  df-rgmod 21103  df-cnfld 21287  df-dsmm 21664  df-frlm 21679  df-uvc 21715  df-lindf 21738  df-linds 21739  df-assa 21785  df-asp 21786  df-ascl 21787  df-psr 21841  df-mvr 21842  df-mpl 21843  df-opsr 21845  df-evls 22004  df-evl 22005  df-psr1 22087  df-vr1 22088  df-ply1 22089  df-coe1 22090  df-evls1 22225  df-evl1 22226  df-mdeg 25982  df-deg1 25983  df-mon1 26058  df-uc1p 26059  df-dim 33604  df-fldext 33646  df-extdg 33647  df-finext 33648  df-irng 33689  df-algext 33701

This theorem is referenced by: (None)