Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fldextrspundglemul Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fldextrspundglemul 33823
Description: Given two field extensions 𝐼 / 𝐾 and 𝐽 / 𝐾 of the same field 𝐾, 𝐽 / 𝐾 being finite, and the composiste field 𝐸 = 𝐼𝐽, the degree of the extension of the composite field 𝐸 / 𝐾 is at most the product of the field extension degrees of 𝐼 / 𝐾 and 𝐽 / 𝐾. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Oct-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
fldextrspun.k 𝐾 = (𝐿s 𝐹)
fldextrspun.i 𝐼 = (𝐿s 𝐺)
fldextrspun.j 𝐽 = (𝐿s 𝐻)
fldextrspun.2 (𝜑𝐿 ∈ Field)
fldextrspun.3 (𝜑𝐹 ∈ (SubDRing‘𝐼))
fldextrspun.4 (𝜑𝐹 ∈ (SubDRing‘𝐽))
fldextrspun.5 (𝜑𝐺 ∈ (SubDRing‘𝐿))
fldextrspun.6 (𝜑𝐻 ∈ (SubDRing‘𝐿))
fldextrspundglemul.7 (𝜑 → (𝐽[:]𝐾) ∈ ℕ0)
fldextrspundglemul.1 𝐸 = (𝐿s (𝐿 fldGen (𝐺𝐻)))
Assertion
Ref Expression
fldextrspundglemul (𝜑 → (𝐸[:]𝐾) ≤ ((𝐼[:]𝐾) ·e (𝐽[:]𝐾)))

Proof of Theorem fldextrspundglemul
StepHypRef Expression
1 eqid 2737 . . . . 5 (Base‘𝐿) = (Base‘𝐿)
2 fldextrspun.i . . . . 5 𝐼 = (𝐿s 𝐺)
3 fldextrspundglemul.1 . . . . 5 𝐸 = (𝐿s (𝐿 fldGen (𝐺𝐻)))
4 fldextrspun.2 . . . . 5 (𝜑𝐿 ∈ Field)
5 fldextrspun.5 . . . . 5 (𝜑𝐺 ∈ (SubDRing‘𝐿))
6 fldextrspun.6 . . . . . 6 (𝜑𝐻 ∈ (SubDRing‘𝐿))
71sdrgss 20770 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (SubDRing‘𝐿) → 𝐻 ⊆ (Base‘𝐿))
86, 7syl 17 . . . . 5 (𝜑𝐻 ⊆ (Base‘𝐿))
91, 2, 3, 4, 5, 8fldgenfldext 33812 . . . 4 (𝜑𝐸/FldExt𝐼)
10 extdgcl 33800 . . . 4 (𝐸/FldExt𝐼 → (𝐸[:]𝐼) ∈ ℕ0*)
11 xnn0xr 12515 . . . 4 ((𝐸[:]𝐼) ∈ ℕ0* → (𝐸[:]𝐼) ∈ ℝ*)
129, 10, 113syl 18 . . 3 (𝜑 → (𝐸[:]𝐼) ∈ ℝ*)
13 fldextrspun.j . . . . 5 𝐽 = (𝐿s 𝐻)
14 fldextrspun.4 . . . . 5 (𝜑𝐹 ∈ (SubDRing‘𝐽))
15 fldextrspun.k . . . . 5 𝐾 = (𝐿s 𝐹)
1613, 4, 6, 14, 15fldsdrgfldext2 33806 . . . 4 (𝜑𝐽/FldExt𝐾)
17 extdgcl 33800 . . . 4 (𝐽/FldExt𝐾 → (𝐽[:]𝐾) ∈ ℕ0*)
18 xnn0xr 12515 . . . 4 ((𝐽[:]𝐾) ∈ ℕ0* → (𝐽[:]𝐾) ∈ ℝ*)
1916, 17, 183syl 18 . . 3 (𝜑 → (𝐽[:]𝐾) ∈ ℝ*)
20 fldextrspun.3 . . . . . 6 (𝜑𝐹 ∈ (SubDRing‘𝐼))
212, 4, 5, 20, 15fldsdrgfldext2 33806 . . . . 5 (𝜑𝐼/FldExt𝐾)
22 extdgcl 33800 . . . . 5 (𝐼/FldExt𝐾 → (𝐼[:]𝐾) ∈ ℕ0*)
23 xnn0xrge0 13459 . . . . 5 ((𝐼[:]𝐾) ∈ ℕ0* → (𝐼[:]𝐾) ∈ (0[,]+∞))
2421, 22, 233syl 18 . . . 4 (𝜑 → (𝐼[:]𝐾) ∈ (0[,]+∞))
25 elxrge0 13410 . . . 4 ((𝐼[:]𝐾) ∈ (0[,]+∞) ↔ ((𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐼[:]𝐾)))
2624, 25sylib 218 . . 3 (𝜑 → ((𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐼[:]𝐾)))
27 fldextrspundglemul.7 . . . 4 (𝜑 → (𝐽[:]𝐾) ∈ ℕ0)
2815, 2, 13, 4, 20, 14, 5, 6, 27, 3fldextrspundgle 33822 . . 3 (𝜑 → (𝐸[:]𝐼) ≤ (𝐽[:]𝐾))
29 xlemul1a 13240 . . 3 ((((𝐸[:]𝐼) ∈ ℝ* ∧ (𝐽[:]𝐾) ∈ ℝ* ∧ ((𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐼[:]𝐾))) ∧ (𝐸[:]𝐼) ≤ (𝐽[:]𝐾)) → ((𝐸[:]𝐼) ·e (𝐼[:]𝐾)) ≤ ((𝐽[:]𝐾) ·e (𝐼[:]𝐾)))
3012, 19, 26, 28, 29syl31anc 1376 . 2 (𝜑 → ((𝐸[:]𝐼) ·e (𝐼[:]𝐾)) ≤ ((𝐽[:]𝐾) ·e (𝐼[:]𝐾)))
31 extdgmul 33807 . . 3 ((𝐸/FldExt𝐼𝐼/FldExt𝐾) → (𝐸[:]𝐾) = ((𝐸[:]𝐼) ·e (𝐼[:]𝐾)))
329, 21, 31syl2anc 585 . 2 (𝜑 → (𝐸[:]𝐾) = ((𝐸[:]𝐼) ·e (𝐼[:]𝐾)))
33 xnn0xr 12515 . . . 4 ((𝐼[:]𝐾) ∈ ℕ0* → (𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ*)
3421, 22, 333syl 18 . . 3 (𝜑 → (𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ*)
35 xmulcom 13218 . . 3 (((𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ* ∧ (𝐽[:]𝐾) ∈ ℝ*) → ((𝐼[:]𝐾) ·e (𝐽[:]𝐾)) = ((𝐽[:]𝐾) ·e (𝐼[:]𝐾)))
3634, 19, 35syl2anc 585 . 2 (𝜑 → ((𝐼[:]𝐾) ·e (𝐽[:]𝐾)) = ((𝐽[:]𝐾) ·e (𝐼[:]𝐾)))
3730, 32, 363brtr4d 5118 1 (𝜑 → (𝐸[:]𝐾) ≤ ((𝐼[:]𝐾) ·e (𝐽[:]𝐾)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1542  wcel 2114  cun 3888  wss 3890   class class class wbr 5086  cfv 6499  (class class class)co 7367  0cc0 11038  +∞cpnf 11176  *cxr 11178  cle 11180  0cn0 12437  0*cxnn0 12510   ·e cxmu 13062  [,]cicc 13301  Basecbs 17179  s cress 17200  Fieldcfield 20707  SubDRingcsdrg 20763   fldGen cfldgen 33371  /FldExtcfldext 33782  [:]cextdg 33784
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5213  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5308  ax-pr 5376  ax-un 7689  ax-reg 9507  ax-inf2 9562  ax-ac2 10385  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116  ax-addf 11117
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-iin 4937  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6266  df-ord 6327  df-on 6328  df-lim 6329  df-suc 6330  df-iota 6455  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-isom 6508  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-of 7631  df-rpss 7677  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-supp 8111  df-tpos 8176  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-2o 8406  df-oadd 8409  df-er 8643  df-map 8775  df-ixp 8846  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-fsupp 9275  df-sup 9355  df-inf 9356  df-oi 9425  df-r1 9688  df-rank 9689  df-dju 9825  df-card 9863  df-acn 9866  df-ac 10038  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-div 11808  df-ind 12160  df-nn 12175  df-2 12244  df-3 12245  df-4 12246  df-5 12247  df-6 12248  df-7 12249  df-8 12250  df-9 12251  df-n0 12438  df-xnn0 12511  df-z 12525  df-dec 12645  df-uz 12789  df-rp 12943  df-xneg 13063  df-xadd 13064  df-xmul 13065  df-icc 13305  df-fz 13462  df-fzo 13609  df-seq 13964  df-exp 14024  df-hash 14293  df-word 14476  df-lsw 14525  df-concat 14533  df-s1 14559  df-substr 14604  df-pfx 14634  df-s2 14810  df-cj 15061  df-re 15062  df-im 15063  df-sqrt 15197  df-abs 15198  df-clim 15450  df-sum 15649  df-struct 17117  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-starv 17235  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-ip 17238  df-tset 17239  df-ple 17240  df-ocomp 17241  df-ds 17242  df-unif 17243  df-hom 17244  df-cco 17245  df-0g 17404  df-gsum 17405  df-prds 17410  df-pws 17412  df-mre 17548  df-mrc 17549  df-mri 17550  df-acs 17551  df-proset 18260  df-drs 18261  df-poset 18279  df-ipo 18494  df-mgm 18608  df-sgrp 18687  df-mnd 18703  df-mhm 18751  df-submnd 18752  df-grp 18912  df-minusg 18913  df-sbg 18914  df-mulg 19044  df-subg 19099  df-ghm 19188  df-cntz 19292  df-cntr 19293  df-lsm 19611  df-cmn 19757  df-abl 19758  df-mgp 20122  df-rng 20134  df-ur 20163  df-ring 20216  df-cring 20217  df-oppr 20317  df-dvdsr 20337  df-unit 20338  df-invr 20368  df-dvr 20381  df-nzr 20490  df-subrng 20523  df-subrg 20547  df-rgspn 20588  df-rlreg 20671  df-domn 20672  df-idom 20673  df-drng 20708  df-field 20709  df-sdrg 20764  df-lmod 20857  df-lss 20927  df-lsp 20967  df-lmhm 21017  df-lmim 21018  df-lbs 21070  df-lvec 21098  df-sra 21168  df-rgmod 21169  df-cnfld 21353  df-zring 21427  df-dsmm 21712  df-frlm 21727  df-uvc 21763  df-lindf 21786  df-linds 21787  df-assa 21833  df-fldgen 33372  df-dim 33744  df-fldext 33785  df-extdg 33786
This theorem is referenced by:  fldextrspundgdvdslem  33824  fldextrspundgdvds  33825  fldext2rspun  33826
  Copyright terms: Public domain W3C validator