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 34245
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 = (𝐿 ↾s 𝐹)
fldextrspun.i 𝐼 = (𝐿 ↾s 𝐺)
fldextrspun.j 𝐽 = (𝐿 ↾s 𝐻)
fldextrspun.2 (𝜑 → 𝐿 ∈ Field)
fldextrspun.3 (𝜑 → 𝐹 ∈ (SubDRing‘𝐼))
fldextrspun.4 (𝜑 → 𝐹 ∈ (SubDRing‘𝐽))
fldextrspun.5 (𝜑 → 𝐺 ∈ (SubDRing‘𝐿))
fldextrspun.6 (𝜑 → 𝐻 ∈ (SubDRing‘𝐿))
fldextrspundglemul.7 (𝜑 → (𝐽[:]𝐾) ∈ ℕ0)
fldextrspundglemul.1 𝐸 = (𝐿 ↾s (𝐿 fldGen (𝐺 ∪ 𝐻)))
Assertion
Ref Expression
fldextrspundglemul (𝜑 → (𝐸[:]𝐾) ≤ ((𝐼[:]𝐾) ·e (𝐽[:]𝐾)))

Proof of Theorem fldextrspundglemul
StepHypRef Expression
1 eqid 2760 . . . . 5 (Base‘𝐿) = (Base‘𝐿)
2 fldextrspun.i . . . . 5 𝐼 = (𝐿 ↾s 𝐺)
3 fldextrspundglemul.1 . . . . 5 𝐸 = (𝐿 ↾s (𝐿 fldGen (𝐺 ∪ 𝐻)))
4 fldextrspun.2 . . . . 5 (𝜑 → 𝐿 ∈ Field)
5 fldextrspun.5 . . . . 5 (𝜑 → 𝐺 ∈ (SubDRing‘𝐿))
6 fldextrspun.6 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐻 ∈ (SubDRing‘𝐿))
71sdrgss 21012 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (SubDRing‘𝐿) → 𝐻 ⊆ (Base‘𝐿))
86, 7syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝐻 ⊆ (Base‘𝐿))
91, 2, 3, 4, 5, 8fldgenfldext 34234 . . . 4 (𝜑 → 𝐸/FldExt𝐼)
10 extdgcl 34222 . . . 4 (𝐸/FldExt𝐼 → (𝐸[:]𝐼) ∈ ℕ0*)
11 xnn0xr 12654 . . . 4 ((𝐸[:]𝐼) ∈ ℕ0* → (𝐸[:]𝐼) ∈ ℝ*)
129, 10, 113syl 19 . . 3 (𝜑 → (𝐸[:]𝐼) ∈ ℝ*)
13 fldextrspun.j . . . . 5 𝐽 = (𝐿 ↾s 𝐻)
14 fldextrspun.4 . . . . 5 (𝜑 → 𝐹 ∈ (SubDRing‘𝐽))
15 fldextrspun.k . . . . 5 𝐾 = (𝐿 ↾s 𝐹)
1613, 4, 6, 14, 15fldsdrgfldext2 34228 . . . 4 (𝜑 → 𝐽/FldExt𝐾)
17 extdgcl 34222 . . . 4 (𝐽/FldExt𝐾 → (𝐽[:]𝐾) ∈ ℕ0*)
18 xnn0xr 12654 . . . 4 ((𝐽[:]𝐾) ∈ ℕ0* → (𝐽[:]𝐾) ∈ ℝ*)
1916, 17, 183syl 19 . . 3 (𝜑 → (𝐽[:]𝐾) ∈ ℝ*)
20 fldextrspun.3 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐹 ∈ (SubDRing‘𝐼))
212, 4, 5, 20, 15fldsdrgfldext2 34228 . . . . 5 (𝜑 → 𝐼/FldExt𝐾)
22 extdgcl 34222 . . . . 5 (𝐼/FldExt𝐾 → (𝐼[:]𝐾) ∈ ℕ0*)
23 xnn0xrge0 13607 . . . . 5 ((𝐼[:]𝐾) ∈ ℕ0* → (𝐼[:]𝐾) ∈ (0[,]+∞))
2421, 22, 233syl 19 . . . 4 (𝜑 → (𝐼[:]𝐾) ∈ (0[,]+∞))
25 elxrge0 13558 . . . 4 ((𝐼[:]𝐾) ∈ (0[,]+∞) ↔ ((𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐼[:]𝐾)))
2624, 25sylib 221 . . 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 34244 . . 3 (𝜑 → (𝐸[:]𝐼) ≤ (𝐽[:]𝐾))
29 xlemul1a 13388 . . 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 1400 . 2 (𝜑 → ((𝐸[:]𝐼) ·e (𝐼[:]𝐾)) ≤ ((𝐽[:]𝐾) ·e (𝐼[:]𝐾)))
31 extdgmul 34229 . . 3 ((𝐸/FldExt𝐼 ∧ 𝐼/FldExt𝐾) → (𝐸[:]𝐾) = ((𝐸[:]𝐼) ·e (𝐼[:]𝐾)))
329, 21, 31syl2anc 596 . 2 (𝜑 → (𝐸[:]𝐾) = ((𝐸[:]𝐼) ·e (𝐼[:]𝐾)))
33 xnn0xr 12654 . . . 4 ((𝐼[:]𝐾) ∈ ℕ0* → (𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ*)
3421, 22, 333syl 19 . . 3 (𝜑 → (𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ*)
35 xmulcom 13366 . . 3 (((𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ* ∧ (𝐽[:]𝐾) ∈ ℝ*) → ((𝐼[:]𝐾) ·e (𝐽[:]𝐾)) = ((𝐽[:]𝐾) ·e (𝐼[:]𝐾)))
3634, 19, 35syl2anc 596 . 2 (𝜑 → ((𝐼[:]𝐾) ·e (𝐽[:]𝐾)) = ((𝐽[:]𝐾) ·e (𝐼[:]𝐾)))
3730, 32, 363brtr4d 5136 1 (𝜑 → (𝐸[:]𝐾) ≤ ((𝐼[:]𝐾) ·e (𝐽[:]𝐾)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ∪ cun 3896   ⊆ wss 3898   class class class wbr 5102  ‘cfv 6527  (class class class)co 7408  0cc0 11172  +∞cpnf 11312  ℝ*cxr 11314   ≤ cle 11316  ℕ0cn0 12576  ℕ0*cxnn0 12649   ·e cxmu 13210  [,]cicc 13449  Basecbs 17349   ↾s cress 17370  Fieldcfield 20943  SubDRingcsdrg 21005   fldGen cfldgen 33806  /FldExtcfldext 34204  [:]cextdg 34206
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7734  ax-reg 9564  ax-inf2 9620  ax-ac2 10513  ax-cnex 11228  ax-resscn 11229  ax-1cn 11230  ax-icn 11231  ax-addcl 11232  ax-addrcl 11233  ax-mulcl 11234  ax-mulrcl 11235  ax-mulcom 11236  ax-addass 11237  ax-mulass 11238  ax-distr 11239  ax-i2m1 11240  ax-1ne0 11241  ax-1rid 11242  ax-rnegex 11243  ax-rrecex 11244  ax-cnre 11245  ax-pre-lttri 11246  ax-pre-lttrn 11247  ax-pre-ltadd 11248  ax-pre-mulgt0 11249  ax-pre-sup 11250  ax-addf 11251
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-se 5601  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6293  df-ord 6354  df-on 6355  df-lim 6356  df-suc 6357  df-iota 6483  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-isom 6536  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7676  df-rpss 7722  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-supp 8156  df-tpos 8221  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8454  df-2o 8455  df-oadd 8458  df-er 8695  df-map 8827  df-ixp 8904  df-en 8952  df-dom 8953  df-sdom 8954  df-fin 8955  df-fsupp 9332  df-sup 9412  df-inf 9413  df-oi 9482  df-r1 9746  df-rank 9747  df-scott 9901  df-dju 9954  df-card 9992  df-acn 9995  df-ac 10167  df-pnf 11317  df-mnf 11318  df-xr 11319  df-ltxr 11320  df-le 11321  df-sub 11515  df-neg 11516  df-div 11944  df-ind 12291  df-nn 12306  df-2 12375  df-3 12376  df-4 12377  df-5 12378  df-6 12379  df-7 12380  df-8 12381  df-9 12382  df-n0 12577  df-xnn0 12650  df-z 12664  df-dec 12785  df-uz 12936  df-rp 13091  df-xneg 13211  df-xadd 13212  df-xmul 13213  df-icc 13453  df-fz 13610  df-fzo 13758  df-seq 14114  df-exp 14174  df-hash 14443  df-word 14627  df-lsw 14676  df-concat 14684  df-s1 14711  df-substr 14757  df-pfx 14789  df-s2 14967  df-cj 15234  df-re 15235  df-im 15236  df-sqrt 15370  df-abs 15371  df-clim 15623  df-sum 15822  df-struct 17287  df-sets 17304  df-slot 17322  df-ndx 17334  df-base 17350  df-ress 17371  df-plusg 17403  df-mulr 17404  df-starv 17405  df-sca 17406  df-vsca 17407  df-ip 17408  df-tset 17409  df-ple 17410  df-ocomp 17411  df-ds 17412  df-unif 17413  df-hom 17414  df-cco 17415  df-0g 17574  df-gsum 17575  df-prds 17580  df-pws 17582  df-mre 17718  df-mrc 17719  df-mri 17720  df-acs 17721  df-proset 18430  df-drs 18431  df-poset 18449  df-ipo 18664  df-mgm 18778  df-sgrp 18870  df-mnd 18886  df-mhm 18940  df-submnd 18941  df-grp 19109  df-minusg 19110  df-sbg 19111  df-mulg 19240  df-subg 19295  df-ghm 19390  df-cntz 19493  df-cntr 19494  df-lsm 19812  df-cmn 19958  df-abl 19959  df-mgp 20323  df-rng 20337  df-ur 20370  df-ring 20423  df-cring 20424  df-oppr 20529  df-dvdsr 20549  df-unit 20550  df-invr 20580  df-dvr 20593  df-nzr 20725  df-subrng 20760  df-subrg 20784  df-rgspn 20825  df-rlreg 20908  df-domn 20909  df-idom 20910  df-drng 20944  df-field 20945  df-sdrg 21006  df-lmod 21099  df-lss 21169  df-lsp 21209  df-lmhm 21259  df-lmim 21260  df-lbs 21312  df-lvec 21340  df-sra 21410  df-rgmod 21411  df-cnfld 21641  df-zring 21715  df-dsmm 22000  df-frlm 22015  df-uvc 22051  df-lindf 22074  df-linds 22075  df-assa 22123  df-fldgen 33807  df-dim 34166  df-fldext 34207  df-extdg 34208
This theorem is used by:  fldextrspundgdvdslem  34246  fldextrspundgdvds  34247  fldext2rspun  34248
  Copyright terms: Public domain W3C validator