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 33682
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 2730 . . . . 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 20701 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (SubDRing‘𝐿) → 𝐻 ⊆ (Base‘𝐿))
86, 7syl 17 . . . . 5 (𝜑𝐻 ⊆ (Base‘𝐿))
91, 2, 3, 4, 5, 8fldgenfldext 33671 . . . 4 (𝜑𝐸/FldExt𝐼)
10 extdgcl 33659 . . . 4 (𝐸/FldExt𝐼 → (𝐸[:]𝐼) ∈ ℕ0*)
11 xnn0xr 12451 . . . 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 33665 . . . 4 (𝜑𝐽/FldExt𝐾)
17 extdgcl 33659 . . . 4 (𝐽/FldExt𝐾 → (𝐽[:]𝐾) ∈ ℕ0*)
18 xnn0xr 12451 . . . 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 33665 . . . . 5 (𝜑𝐼/FldExt𝐾)
22 extdgcl 33659 . . . . 5 (𝐼/FldExt𝐾 → (𝐼[:]𝐾) ∈ ℕ0*)
23 xnn0xrge0 13398 . . . . 5 ((𝐼[:]𝐾) ∈ ℕ0* → (𝐼[:]𝐾) ∈ (0[,]+∞))
2421, 22, 233syl 18 . . . 4 (𝜑 → (𝐼[:]𝐾) ∈ (0[,]+∞))
25 elxrge0 13349 . . . 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 33681 . . 3 (𝜑 → (𝐸[:]𝐼) ≤ (𝐽[:]𝐾))
29 xlemul1a 13179 . . 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 1375 . 2 (𝜑 → ((𝐸[:]𝐼) ·e (𝐼[:]𝐾)) ≤ ((𝐽[:]𝐾) ·e (𝐼[:]𝐾)))
31 extdgmul 33666 . . 3 ((𝐸/FldExt𝐼𝐼/FldExt𝐾) → (𝐸[:]𝐾) = ((𝐸[:]𝐼) ·e (𝐼[:]𝐾)))
329, 21, 31syl2anc 584 . 2 (𝜑 → (𝐸[:]𝐾) = ((𝐸[:]𝐼) ·e (𝐼[:]𝐾)))
33 xnn0xr 12451 . . . 4 ((𝐼[:]𝐾) ∈ ℕ0* → (𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ*)
3421, 22, 333syl 18 . . 3 (𝜑 → (𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ*)
35 xmulcom 13157 . . 3 (((𝐼[:]𝐾) ∈ ℝ* ∧ (𝐽[:]𝐾) ∈ ℝ*) → ((𝐼[:]𝐾) ·e (𝐽[:]𝐾)) = ((𝐽[:]𝐾) ·e (𝐼[:]𝐾)))
3634, 19, 35syl2anc 584 . 2 (𝜑 → ((𝐼[:]𝐾) ·e (𝐽[:]𝐾)) = ((𝐽[:]𝐾) ·e (𝐼[:]𝐾)))
3730, 32, 363brtr4d 5121 1 (𝜑 → (𝐸[:]𝐾) ≤ ((𝐼[:]𝐾) ·e (𝐽[:]𝐾)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1541  wcel 2110  cun 3898  wss 3900   class class class wbr 5089  cfv 6477  (class class class)co 7341  0cc0 10998  +∞cpnf 11135  *cxr 11137  cle 11139  0cn0 12373  0*cxnn0 12446   ·e cxmu 13002  [,]cicc 13240  Basecbs 17112  s cress 17133  Fieldcfield 20638  SubDRingcsdrg 20694   fldGen cfldgen 33266  /FldExtcfldext 33641  [:]cextdg 33643
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 2112  ax-9 2120  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2179  ax-ext 2702  ax-rep 5215  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7663  ax-reg 9473  ax-inf2 9526  ax-ac2 10346  ax-cnex 11054  ax-resscn 11055  ax-1cn 11056  ax-icn 11057  ax-addcl 11058  ax-addrcl 11059  ax-mulcl 11060  ax-mulrcl 11061  ax-mulcom 11062  ax-addass 11063  ax-mulass 11064  ax-distr 11065  ax-i2m1 11066  ax-1ne0 11067  ax-1rid 11068  ax-rnegex 11069  ax-rrecex 11070  ax-cnre 11071  ax-pre-lttri 11072  ax-pre-lttrn 11073  ax-pre-ltadd 11074  ax-pre-mulgt0 11075  ax-pre-sup 11076  ax-addf 11077
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 2067  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3344  df-reu 3345  df-rab 3394  df-v 3436  df-sbc 3740  df-csb 3849  df-dif 3903  df-un 3905  df-in 3907  df-ss 3917  df-pss 3920  df-nul 4282  df-if 4474  df-pw 4550  df-sn 4575  df-pr 4577  df-tp 4579  df-op 4581  df-uni 4858  df-int 4896  df-iun 4941  df-iin 4942  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-tr 5197  df-id 5509  df-eprel 5514  df-po 5522  df-so 5523  df-fr 5567  df-se 5568  df-we 5569  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-pred 6244  df-ord 6305  df-on 6306  df-lim 6307  df-suc 6308  df-iota 6433  df-fun 6479  df-fn 6480  df-f 6481  df-f1 6482  df-fo 6483  df-f1o 6484  df-fv 6485  df-isom 6486  df-riota 7298  df-ov 7344  df-oprab 7345  df-mpo 7346  df-of 7605  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-ixp 8817  df-en 8865  df-dom 8866  df-sdom 8867  df-fin 8868  df-fsupp 9241  df-sup 9321  df-inf 9322  df-oi 9391  df-r1 9649  df-rank 9650  df-dju 9786  df-card 9824  df-acn 9827  df-ac 9999  df-pnf 11140  df-mnf 11141  df-xr 11142  df-ltxr 11143  df-le 11144  df-sub 11338  df-neg 11339  df-div 11767  df-nn 12118  df-2 12180  df-3 12181  df-4 12182  df-5 12183  df-6 12184  df-7 12185  df-8 12186  df-9 12187  df-n0 12374  df-xnn0 12447  df-z 12461  df-dec 12581  df-uz 12725  df-rp 12883  df-xneg 13003  df-xadd 13004  df-xmul 13005  df-icc 13244  df-fz 13400  df-fzo 13547  df-seq 13901  df-exp 13961  df-hash 14230  df-word 14413  df-lsw 14462  df-concat 14470  df-s1 14496  df-substr 14541  df-pfx 14571  df-s2 14747  df-cj 14998  df-re 14999  df-im 15000  df-sqrt 15134  df-abs 15135  df-clim 15387  df-sum 15586  df-struct 17050  df-sets 17067  df-slot 17085  df-ndx 17097  df-base 17113  df-ress 17134  df-plusg 17166  df-mulr 17167  df-starv 17168  df-sca 17169  df-vsca 17170  df-ip 17171  df-tset 17172  df-ple 17173  df-ocomp 17174  df-ds 17175  df-unif 17176  df-hom 17177  df-cco 17178  df-0g 17337  df-gsum 17338  df-prds 17343  df-pws 17345  df-mre 17480  df-mrc 17481  df-mri 17482  df-acs 17483  df-proset 18192  df-drs 18193  df-poset 18211  df-ipo 18426  df-mgm 18540  df-sgrp 18619  df-mnd 18635  df-mhm 18683  df-submnd 18684  df-grp 18841  df-minusg 18842  df-sbg 18843  df-mulg 18973  df-subg 19028  df-ghm 19118  df-cntz 19222  df-cntr 19223  df-lsm 19541  df-cmn 19687  df-abl 19688  df-mgp 20052  df-rng 20064  df-ur 20093  df-ring 20146  df-cring 20147  df-oppr 20248  df-dvdsr 20268  df-unit 20269  df-invr 20299  df-dvr 20312  df-nzr 20421  df-subrng 20454  df-subrg 20478  df-rgspn 20519  df-rlreg 20602  df-domn 20603  df-idom 20604  df-drng 20639  df-field 20640  df-sdrg 20695  df-lmod 20788  df-lss 20858  df-lsp 20898  df-lmhm 20949  df-lmim 20950  df-lbs 21002  df-lvec 21030  df-sra 21100  df-rgmod 21101  df-cnfld 21285  df-zring 21377  df-dsmm 21662  df-frlm 21677  df-uvc 21713  df-lindf 21736  df-linds 21737  df-assa 21783  df-ind 32822  df-fldgen 33267  df-dim 33602  df-fldext 33644  df-extdg 33645
This theorem is referenced by:  fldextrspundgdvdslem  33683  fldextrspundgdvds  33684  fldext2rspun  33685
  Copyright terms: Public domain W3C validator