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Theorem fedgmul

Description: The multiplicativity formula for degrees of field extensions. Given E a field extension of F , itself a field extension of K , we have [ E : K ] = [ E : F ] [ F : K ] . Proposition 1.2 of Lang, p. 224. Here ( dimA ) is the degree of the extension E of K , ( dimB ) is the degree of the extension E of F , and ( dimC ) is the degree of the extension F of K . This proof is valid for infinite dimensions, and is actually valid for division ring extensions, not just field extensions. (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Jul-2023)

Ref Expression
Hypotheses fedgmul.a A = subringAlg E V
fedgmul.b B = subringAlg E U
fedgmul.c C = subringAlg F V
fedgmul.f F = E 𝑠 U
fedgmul.k K = E 𝑠 V
fedgmul.1 φ E DivRing
fedgmul.2 φ F DivRing
fedgmul.3 φ K DivRing
fedgmul.4 φ U SubRing E
fedgmul.5 φ V SubRing F
Assertion fedgmul φ dim A = dim B 𝑒 dim C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fedgmul.a A = subringAlg E V
2 fedgmul.b B = subringAlg E U
3 fedgmul.c C = subringAlg F V
4 fedgmul.f F = E 𝑠 U
5 fedgmul.k K = E 𝑠 V
6 fedgmul.1 φ E DivRing
7 fedgmul.2 φ F DivRing
8 fedgmul.3 φ K DivRing
9 fedgmul.4 φ U SubRing E
10 fedgmul.5 φ V SubRing F
11 4 subsubrg U SubRing E V SubRing F V SubRing E V U
12 11 biimpa U SubRing E V SubRing F V SubRing E V U
13 9 10 12 syl2anc φ V SubRing E V U
14 13 simprd φ V U
15 ressabs U SubRing E V U E 𝑠 U 𝑠 V = E 𝑠 V
16 9 14 15 syl2anc φ E 𝑠 U 𝑠 V = E 𝑠 V
17 4 oveq1i F 𝑠 V = E 𝑠 U 𝑠 V
18 16 17 5 3eqtr4g φ F 𝑠 V = K
19 18 8 eqeltrd φ F 𝑠 V DivRing
20 eqid F 𝑠 V = F 𝑠 V
21 3 20 sralvec F DivRing F 𝑠 V DivRing V SubRing F C LVec
22 7 19 10 21 syl3anc φ C LVec
23 eqid LBasis C = LBasis C
24 23 lbsex C LVec LBasis C
25 22 24 syl φ LBasis C
26 n0 LBasis C x x LBasis C
27 25 26 sylib φ x x LBasis C
28 2 4 sralvec E DivRing F DivRing U SubRing E B LVec
29 6 7 9 28 syl3anc φ B LVec
30 eqid LBasis B = LBasis B
31 30 lbsex B LVec LBasis B
32 29 31 syl φ LBasis B
33 n0 LBasis B y y LBasis B
34 32 33 sylib φ y y LBasis B
35 34 adantr φ x LBasis C y y LBasis B
36 drngring E DivRing E Ring
37 6 36 syl φ E Ring
38 37 ad4antr φ x LBasis C y LBasis B j y i x E Ring
39 simplr φ x LBasis C y LBasis B x LBasis C
40 eqid Base C = Base C
41 40 23 lbsss x LBasis C x Base C
42 39 41 syl φ x LBasis C y LBasis B x Base C
43 eqid Base E = Base E
44 43 subrgss U SubRing E U Base E
45 9 44 syl φ U Base E
46 4 43 ressbas2 U Base E U = Base F
47 45 46 syl φ U = Base F
48 3 a1i φ C = subringAlg F V
49 eqid Base F = Base F
50 49 subrgss V SubRing F V Base F
51 10 50 syl φ V Base F
52 48 51 srabase φ Base F = Base C
53 47 52 eqtrd φ U = Base C
54 53 45 eqsstrrd φ Base C Base E
55 54 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B Base C Base E
56 42 55 sstrd φ x LBasis C y LBasis B x Base E
57 56 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B j y i x x Base E
58 simpr φ x LBasis C y LBasis B j y i x i x
59 57 58 sseldd φ x LBasis C y LBasis B j y i x i Base E
60 simpr φ x LBasis C y LBasis B y LBasis B
61 eqid Base B = Base B
62 61 30 lbsss y LBasis B y Base B
63 60 62 syl φ x LBasis C y LBasis B y Base B
64 2 a1i φ B = subringAlg E U
65 64 45 srabase φ Base E = Base B
66 65 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B Base E = Base B
67 63 66 sseqtrrd φ x LBasis C y LBasis B y Base E
68 67 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B j y i x y Base E
69 simplr φ x LBasis C y LBasis B j y i x j y
70 68 69 sseldd φ x LBasis C y LBasis B j y i x j Base E
71 eqid E = E
72 43 71 ringcl E Ring i Base E j Base E i E j Base E
73 38 59 70 72 syl3anc φ x LBasis C y LBasis B j y i x i E j Base E
74 1 a1i φ A = subringAlg E V
75 13 simpld φ V SubRing E
76 43 subrgss V SubRing E V Base E
77 75 76 syl φ V Base E
78 74 77 srabase φ Base E = Base A
79 78 ad4antr φ x LBasis C y LBasis B j y i x Base E = Base A
80 73 79 eleqtrd φ x LBasis C y LBasis B j y i x i E j Base A
81 80 anasss φ x LBasis C y LBasis B j y i x i E j Base A
82 81 ralrimivva φ x LBasis C y LBasis B j y i x i E j Base A
83 oveq2 w = j t E w = t E j
84 oveq1 t = i t E j = i E j
85 83 84 cbvmpov w y , t x t E w = j y , i x i E j
86 85 fmpo j y i x i E j Base A w y , t x t E w : y × x Base A
87 82 86 sylib φ x LBasis C y LBasis B w y , t x t E w : y × x Base A
88 eqid Base Scalar B = Base Scalar B
89 eqid B = B
90 eqid + B = + B
91 eqid 0 Scalar B = 0 Scalar B
92 29 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B B LVec
93 92 ad5antr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u B LVec
94 30 lbslinds LBasis B LIndS B
95 94 60 sseldi φ x LBasis C y LBasis B y LIndS B
96 95 ad5antr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u y LIndS B
97 69 ad3antrrr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u j y
98 simpllr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u v y
99 64 45 srasca φ E 𝑠 U = Scalar B
100 4 99 syl5eq φ F = Scalar B
101 100 fveq2d φ Base F = Base Scalar B
102 101 52 eqtr3d φ Base Scalar B = Base C
103 102 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B Base Scalar B = Base C
104 42 103 sseqtrrd φ x LBasis C y LBasis B x Base Scalar B
105 104 ad5antr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u x Base Scalar B
106 simp-4r φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u i x
107 105 106 sseldd φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u i Base Scalar B
108 simplr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u u x
109 105 108 sseldd φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u u Base Scalar B
110 22 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B C LVec
111 eqid LSpan C = LSpan C
112 40 23 111 islbs4 x LBasis C x LIndS C LSpan C x = Base C
113 39 112 sylib φ x LBasis C y LBasis B x LIndS C LSpan C x = Base C
114 113 simpld φ x LBasis C y LBasis B x LIndS C
115 eqid 0 C = 0 C
116 115 0nellinds C LVec x LIndS C ¬ 0 C x
117 110 114 116 syl2anc φ x LBasis C y LBasis B ¬ 0 C x
118 117 ad5antr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u ¬ 0 C x
119 nelne2 i x ¬ 0 C x i 0 C
120 106 118 119 syl2anc φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u i 0 C
121 100 fveq2d φ 0 F = 0 Scalar B
122 3 7 10 drgext0g φ 0 F = 0 C
123 121 122 eqtr3d φ 0 Scalar B = 0 C
124 123 ad7antr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u 0 Scalar B = 0 C
125 120 124 neeqtrrd φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u i 0 Scalar B
126 simpr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u
127 ovexd φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u i E j V
128 85 ovmpt4g j y i x i E j V j w y , t x t E w i = i E j
129 97 106 127 128 syl3anc φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u j w y , t x t E w i = i E j
130 2 6 9 drgextvsca φ E = B
131 130 oveqd φ i E j = i B j
132 131 ad7antr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u i E j = i B j
133 129 132 eqtrd φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u j w y , t x t E w i = i B j
134 85 a1i φ x LBasis C y LBasis B v y u x w y , t x t E w = j y , i x i E j
135 simprr φ x LBasis C y LBasis B v y u x j = v i = u i = u
136 simprl φ x LBasis C y LBasis B v y u x j = v i = u j = v
137 135 136 oveq12d φ x LBasis C y LBasis B v y u x j = v i = u i E j = u E v
138 simplr φ x LBasis C y LBasis B v y u x v y
139 simpr φ x LBasis C y LBasis B v y u x u x
140 ovexd φ x LBasis C y LBasis B v y u x u E v V
141 134 137 138 139 140 ovmpod φ x LBasis C y LBasis B v y u x v w y , t x t E w u = u E v
142 141 adantllr φ x LBasis C y LBasis B i x v y u x v w y , t x t E w u = u E v
143 142 adantl3r φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x v w y , t x t E w u = u E v
144 143 adantr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u v w y , t x t E w u = u E v
145 130 oveqd φ u E v = u B v
146 145 ad7antr φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u u E v = u B v
147 144 146 eqtrd φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u v w y , t x t E w u = u B v
148 126 133 147 3eqtr3d φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u i B j = u B v
149 88 89 90 91 93 96 97 98 107 109 125 148 linds2eq φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u j = v i = u
150 149 ex φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u j = v i = u
151 150 anasss φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u j = v i = u
152 151 ralrimivva φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u j = v i = u
153 152 anasss φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u j = v i = u
154 153 ralrimivva φ x LBasis C y LBasis B j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u j = v i = u
155 f1opr w y , t x t E w : y × x 1-1 Base A w y , t x t E w : y × x Base A j y i x v y u x j w y , t x t E w i = v w y , t x t E w u j = v i = u
156 87 154 155 sylanbrc φ x LBasis C y LBasis B w y , t x t E w : y × x 1-1 Base A
157 60 39 xpexd φ x LBasis C y LBasis B y × x V
158 f1rnen w y , t x t E w : y × x 1-1 Base A y × x V ran w y , t x t E w y × x
159 156 157 158 syl2anc φ x LBasis C y LBasis B ran w y , t x t E w y × x
160 hasheni ran w y , t x t E w y × x ran w y , t x t E w = y × x
161 159 160 syl φ x LBasis C y LBasis B ran w y , t x t E w = y × x
162 hashxpe y LBasis B x LBasis C y × x = y 𝑒 x
163 60 39 162 syl2anc φ x LBasis C y LBasis B y × x = y 𝑒 x
164 161 163 eqtrd φ x LBasis C y LBasis B ran w y , t x t E w = y 𝑒 x
165 1 5 sralvec E DivRing K DivRing V SubRing E A LVec
166 6 8 75 165 syl3anc φ A LVec
167 166 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B A LVec
168 lveclmod A LVec A LMod
169 166 168 syl φ A LMod
170 169 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B A LMod
171 6 ad4antr φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A E DivRing
172 7 ad4antr φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A F DivRing
173 8 ad4antr φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A K DivRing
174 9 ad4antr φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A U SubRing E
175 10 ad4antr φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A V SubRing F
176 fveq2 w = j f w = f j
177 176 fveq1d w = j f w v = f j v
178 fveq2 v = i f j v = f j i
179 177 178 cbvmpov w y , v x f w v = j y , i x f j i
180 simp-4r φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A x LBasis C
181 simpllr φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A y LBasis B
182 simplr φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A c Base Scalar A freeLMod y × x
183 simpr φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A A c A f w y , t x t E w = 0 A
184 1 2 3 4 5 171 172 173 174 175 85 179 180 181 182 183 fedgmullem2 φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A c = y × x × 0 Scalar A
185 184 ex φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A c = y × x × 0 Scalar A
186 185 ralrimiva φ x LBasis C y LBasis B c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A c = y × x × 0 Scalar A
187 eqid Base A = Base A
188 eqid Scalar A = Scalar A
189 eqid A = A
190 eqid 0 A = 0 A
191 eqid 0 Scalar A = 0 Scalar A
192 eqid Base Scalar A freeLMod y × x = Base Scalar A freeLMod y × x
193 187 188 189 190 191 192 islindf4 A LMod y × x V w y , t x t E w : y × x Base A w y , t x t E w LIndF A c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A c = y × x × 0 Scalar A
194 193 biimpar A LMod y × x V w y , t x t E w : y × x Base A c Base Scalar A freeLMod y × x A c A f w y , t x t E w = 0 A c = y × x × 0 Scalar A w y , t x t E w LIndF A
195 170 157 87 186 194 syl31anc φ x LBasis C y LBasis B w y , t x t E w LIndF A
196 73 anasss φ x LBasis C y LBasis B j y i x i E j Base E
197 196 ralrimivva φ x LBasis C y LBasis B j y i x i E j Base E
198 85 rnmposs j y i x i E j Base E ran w y , t x t E w Base E
199 197 198 syl φ x LBasis C y LBasis B ran w y , t x t E w Base E
200 78 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B Base E = Base A
201 199 200 sseqtrd φ x LBasis C y LBasis B ran w y , t x t E w Base A
202 eqid LSpan A = LSpan A
203 187 202 lspssv A LMod ran w y , t x t E w Base A LSpan A ran w y , t x t E w Base A
204 170 201 203 syl2anc φ x LBasis C y LBasis B LSpan A ran w y , t x t E w Base A
205 simpl φ x LBasis C y LBasis B z Base A φ x LBasis C y LBasis B
206 205 ad4antr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w j y φ x LBasis C y LBasis B
207 elmapi a Base Scalar B y a : y Base Scalar B
208 207 ad4antlr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w j y a : y Base Scalar B
209 simpr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w j y j y
210 208 209 ffvelrnd φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w j y a j Base Scalar B
211 113 simprd φ x LBasis C y LBasis B LSpan C x = Base C
212 206 211 syl φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w j y LSpan C x = Base C
213 102 ad7antr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w j y Base Scalar B = Base C
214 212 213 eqtr4d φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w j y LSpan C x = Base Scalar B
215 210 214 eleqtrrd φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w j y a j LSpan C x
216 eqid Base Scalar C = Base Scalar C
217 eqid Scalar C = Scalar C
218 eqid 0 Scalar C = 0 Scalar C
219 eqid C = C
220 lveclmod C LVec C LMod
221 22 220 syl φ C LMod
222 221 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B C LMod
223 111 40 216 217 218 219 222 42 ellspds φ x LBasis C y LBasis B a j LSpan C x b Base Scalar C x finSupp 0 Scalar C b a j = C i x b i C i
224 223 biimpa φ x LBasis C y LBasis B a j LSpan C x b Base Scalar C x finSupp 0 Scalar C b a j = C i x b i C i
225 206 215 224 syl2anc φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w j y b Base Scalar C x finSupp 0 Scalar C b a j = C i x b i C i
226 225 ralrimiva φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w j y b Base Scalar C x finSupp 0 Scalar C b a j = C i x b i C i
227 fveq2 w = j a w = a j
228 fveq2 v = i b v = b i
229 id v = i v = i
230 228 229 oveq12d v = i b v C v = b i C i
231 230 cbvmptv v x b v C v = i x b i C i
232 231 oveq2i C v x b v C v = C i x b i C i
233 232 a1i w = j C v x b v C v = C i x b i C i
234 227 233 eqeq12d w = j a w = C v x b v C v a j = C i x b i C i
235 234 anbi2d w = j finSupp 0 Scalar C b a w = C v x b v C v finSupp 0 Scalar C b a j = C i x b i C i
236 235 rexbidv w = j b Base Scalar C x finSupp 0 Scalar C b a w = C v x b v C v b Base Scalar C x finSupp 0 Scalar C b a j = C i x b i C i
237 236 cbvralvw w y b Base Scalar C x finSupp 0 Scalar C b a w = C v x b v C v j y b Base Scalar C x finSupp 0 Scalar C b a j = C i x b i C i
238 vex y V
239 breq1 b = f w finSupp 0 Scalar C b finSupp 0 Scalar C f w
240 fveq1 b = f w b v = f w v
241 240 oveq1d b = f w b v C v = f w v C v
242 241 mpteq2dv b = f w v x b v C v = v x f w v C v
243 242 oveq2d b = f w C v x b v C v = C v x f w v C v
244 243 eqeq2d b = f w a w = C v x b v C v a w = C v x f w v C v
245 239 244 anbi12d b = f w finSupp 0 Scalar C b a w = C v x b v C v finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v
246 238 245 ac6s w y b Base Scalar C x finSupp 0 Scalar C b a w = C v x b v C v f f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v
247 237 246 sylbir j y b Base Scalar C x finSupp 0 Scalar C b a j = C i x b i C i f f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v
248 226 247 syl φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v
249 simpllr φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x j y i x f : y Base Scalar C x
250 simplr φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x j y i x j y
251 249 250 ffvelrnd φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x j y i x f j Base Scalar C x
252 elmapi f j Base Scalar C x f j : x Base Scalar C
253 251 252 syl φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x j y i x f j : x Base Scalar C
254 253 anasss φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x j y i x f j : x Base Scalar C
255 simprr φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x j y i x i x
256 254 255 ffvelrnd φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x j y i x f j i Base Scalar C
257 74 77 srasca φ E 𝑠 V = Scalar A
258 5 257 syl5eq φ K = Scalar A
259 48 51 srasca φ F 𝑠 V = Scalar C
260 18 259 eqtr3d φ K = Scalar C
261 258 260 eqtr3d φ Scalar A = Scalar C
262 261 fveq2d φ Base Scalar A = Base Scalar C
263 262 ad4antr φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x j y i x Base Scalar A = Base Scalar C
264 256 263 eleqtrrd φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x j y i x f j i Base Scalar A
265 264 ralrimivva φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x j y i x f j i Base Scalar A
266 179 fmpo j y i x f j i Base Scalar A w y , v x f w v : y × x Base Scalar A
267 265 266 sylib φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x w y , v x f w v : y × x Base Scalar A
268 fvexd φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x Base Scalar A V
269 157 adantr φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x y × x V
270 268 269 elmapd φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x w y , v x f w v Base Scalar A y × x w y , v x f w v : y × x Base Scalar A
271 267 270 mpbird φ x LBasis C y LBasis B f : y Base Scalar C x w y , v x f w v Base Scalar A y × x
272 271 ad5ant15 φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y , v x f w v Base Scalar A y × x
273 272 adantr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v w y , v x f w v Base Scalar A y × x
274 273 adantl3r φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v w y , v x f w v Base Scalar A y × x
275 simpr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v c = w y , v x f w v c = w y , v x f w v
276 275 breq1d φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v c = w y , v x f w v finSupp 0 Scalar A c finSupp 0 Scalar A w y , v x f w v
277 275 oveq1d φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v c = w y , v x f w v c A f w y , t x t E w = w y , v x f w v A f w y , t x t E w
278 277 oveq2d φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v c = w y , v x f w v A c A f w y , t x t E w = A w y , v x f w v A f w y , t x t E w
279 278 eqeq2d φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v c = w y , v x f w v z = A c A f w y , t x t E w z = A w y , v x f w v A f w y , t x t E w
280 276 279 anbi12d φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v c = w y , v x f w v finSupp 0 Scalar A c z = A c A f w y , t x t E w finSupp 0 Scalar A w y , v x f w v z = A w y , v x f w v A f w y , t x t E w
281 6 ad8antr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v E DivRing
282 7 ad8antr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v F DivRing
283 8 ad8antr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v K DivRing
284 9 ad8antr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v U SubRing E
285 10 ad8antr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v V SubRing F
286 39 ad6antr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v x LBasis C
287 60 ad6antr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v y LBasis B
288 simpr φ x LBasis C y LBasis B z Base A z Base A
289 288 ad5antr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v z Base A
290 207 ad5antlr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v a : y Base Scalar B
291 simp-4r φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v finSupp 0 Scalar B a
292 simpllr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v z = B w y a w B w
293 id w = j w = j
294 227 293 oveq12d w = j a w B w = a j B j
295 294 cbvmptv w y a w B w = j y a j B j
296 295 oveq2i B w y a w B w = B j y a j B j
297 292 296 eqtrdi φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v z = B j y a j B j
298 simplr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v f : y Base Scalar C x
299 simpr φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v
300 176 breq1d w = j finSupp 0 Scalar C f w finSupp 0 Scalar C f j
301 fveq2 v = i f w v = f w i
302 301 229 oveq12d v = i f w v C v = f w i C i
303 302 cbvmptv v x f w v C v = i x f w i C i
304 176 fveq1d w = j f w i = f j i
305 304 oveq1d w = j f w i C i = f j i C i
306 305 mpteq2dv w = j i x f w i C i = i x f j i C i
307 303 306 syl5eq w = j v x f w v C v = i x f j i C i
308 307 oveq2d w = j C v x f w v C v = C i x f j i C i
309 227 308 eqeq12d w = j a w = C v x f w v C v a j = C i x f j i C i
310 300 309 anbi12d w = j finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v finSupp 0 Scalar C f j a j = C i x f j i C i
311 310 cbvralvw w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v j y finSupp 0 Scalar C f j a j = C i x f j i C i
312 299 311 sylib φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v j y finSupp 0 Scalar C f j a j = C i x f j i C i
313 312 r19.21bi φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v j y finSupp 0 Scalar C f j a j = C i x f j i C i
314 313 simpld φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v j y finSupp 0 Scalar C f j
315 313 simprd φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v j y a j = C i x f j i C i
316 1 2 3 4 5 281 282 283 284 285 85 179 286 287 289 290 291 297 298 314 315 fedgmullem1 φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v finSupp 0 Scalar A w y , v x f w v z = A w y , v x f w v A f w y , t x t E w
317 274 280 316 rspcedvd φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v c Base Scalar A y × x finSupp 0 Scalar A c z = A c A f w y , t x t E w
318 317 anasss φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w f : y Base Scalar C x w y finSupp 0 Scalar C f w a w = C v x f w v C v c Base Scalar A y × x finSupp 0 Scalar A c z = A c A f w y , t x t E w
319 248 318 exlimddv φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w c Base Scalar A y × x finSupp 0 Scalar A c z = A c A f w y , t x t E w
320 319 anasss φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w c Base Scalar A y × x finSupp 0 Scalar A c z = A c A f w y , t x t E w
321 eqid LSpan B = LSpan B
322 61 30 321 islbs4 y LBasis B y LIndS B LSpan B y = Base B
323 60 322 sylib φ x LBasis C y LBasis B y LIndS B LSpan B y = Base B
324 323 simprd φ x LBasis C y LBasis B LSpan B y = Base B
325 324 adantr φ x LBasis C y LBasis B z Base A LSpan B y = Base B
326 78 65 eqtr3d φ Base A = Base B
327 326 ad3antrrr φ x LBasis C y LBasis B z Base A Base A = Base B
328 325 327 eqtr4d φ x LBasis C y LBasis B z Base A LSpan B y = Base A
329 288 328 eleqtrrd φ x LBasis C y LBasis B z Base A z LSpan B y
330 eqid Scalar B = Scalar B
331 lveclmod B LVec B LMod
332 29 331 syl φ B LMod
333 332 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B B LMod
334 321 61 88 330 91 89 333 63 ellspds φ x LBasis C y LBasis B z LSpan B y a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w
335 334 biimpa φ x LBasis C y LBasis B z LSpan B y a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w
336 205 329 335 syl2anc φ x LBasis C y LBasis B z Base A a Base Scalar B y finSupp 0 Scalar B a z = B w y a w B w
337 320 336 r19.29a φ x LBasis C y LBasis B z Base A c Base Scalar A y × x finSupp 0 Scalar A c z = A c A f w y , t x t E w
338 eqid Base Scalar A = Base Scalar A
339 202 187 338 188 191 189 87 170 157 ellspd φ x LBasis C y LBasis B z LSpan A w y , t x t E w y × x c Base Scalar A y × x finSupp 0 Scalar A c z = A c A f w y , t x t E w
340 339 adantr φ x LBasis C y LBasis B z Base A z LSpan A w y , t x t E w y × x c Base Scalar A y × x finSupp 0 Scalar A c z = A c A f w y , t x t E w
341 337 340 mpbird φ x LBasis C y LBasis B z Base A z LSpan A w y , t x t E w y × x
342 87 ffnd φ x LBasis C y LBasis B w y , t x t E w Fn y × x
343 342 adantr φ x LBasis C y LBasis B z Base A w y , t x t E w Fn y × x
344 fnima w y , t x t E w Fn y × x w y , t x t E w y × x = ran w y , t x t E w
345 343 344 syl φ x LBasis C y LBasis B z Base A w y , t x t E w y × x = ran w y , t x t E w
346 345 fveq2d φ x LBasis C y LBasis B z Base A LSpan A w y , t x t E w y × x = LSpan A ran w y , t x t E w
347 341 346 eleqtrd φ x LBasis C y LBasis B z Base A z LSpan A ran w y , t x t E w
348 204 347 eqelssd φ x LBasis C y LBasis B LSpan A ran w y , t x t E w = Base A
349 eqid Base w y , t x t E w = Base w y , t x t E w
350 drngnzr K DivRing K NzRing
351 8 350 syl φ K NzRing
352 258 351 eqeltrrd φ Scalar A NzRing
353 352 ad2antrr φ x LBasis C y LBasis B Scalar A NzRing
354 187 349 188 189 190 191 202 170 353 157 156 lindflbs φ x LBasis C y LBasis B ran w y , t x t E w LBasis A w y , t x t E w LIndF A LSpan A ran w y , t x t E w = Base A
355 195 348 354 mpbir2and φ x LBasis C y LBasis B ran w y , t x t E w LBasis A
356 eqid LBasis A = LBasis A
357 356 dimval A LVec ran w y , t x t E w LBasis A dim A = ran w y , t x t E w
358 167 355 357 syl2anc φ x LBasis C y LBasis B dim A = ran w y , t x t E w
359 30 dimval B LVec y LBasis B dim B = y
360 92 60 359 syl2anc φ x LBasis C y LBasis B dim B = y
361 23 dimval C LVec x LBasis C dim C = x
362 110 39 361 syl2anc φ x LBasis C y LBasis B dim C = x
363 360 362 oveq12d φ x LBasis C y LBasis B dim B 𝑒 dim C = y 𝑒 x
364 164 358 363 3eqtr4d φ x LBasis C y LBasis B dim A = dim B 𝑒 dim C
365 35 364 exlimddv φ x LBasis C dim A = dim B 𝑒 dim C
366 27 365 exlimddv φ dim A = dim B 𝑒 dim C