Metamath Proof Explorer


Theorem finexttrb

Description: The extension E of K is finite if and only if E is finite over F and F is finite over K . Corollary 1.3 of Lang , p. 225. (Contributed by Thierry Arnoux, 30-Jul-2023)

Ref Expression
Assertion finexttrb ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ๐ธ /FinExt ๐พ โ†” ( ๐ธ /FinExt ๐น โˆง ๐น /FinExt ๐พ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 extdgmul โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ๐ธ [:] ๐พ ) = ( ( ๐ธ [:] ๐น ) ยทe ( ๐น [:] ๐พ ) ) )
2 1 eleq1d โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ( ๐ธ [:] ๐พ ) โˆˆ โ„•0 โ†” ( ( ๐ธ [:] ๐น ) ยทe ( ๐น [:] ๐พ ) ) โˆˆ โ„•0 ) )
3 fldexttr โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ๐ธ /FldExt ๐พ )
4 brfinext โŠข ( ๐ธ /FldExt ๐พ โ†’ ( ๐ธ /FinExt ๐พ โ†” ( ๐ธ [:] ๐พ ) โˆˆ โ„•0 ) )
5 3 4 syl โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ๐ธ /FinExt ๐พ โ†” ( ๐ธ [:] ๐พ ) โˆˆ โ„•0 ) )
6 brfinext โŠข ( ๐ธ /FldExt ๐น โ†’ ( ๐ธ /FinExt ๐น โ†” ( ๐ธ [:] ๐น ) โˆˆ โ„•0 ) )
7 brfinext โŠข ( ๐น /FldExt ๐พ โ†’ ( ๐น /FinExt ๐พ โ†” ( ๐น [:] ๐พ ) โˆˆ โ„•0 ) )
8 6 7 bi2anan9 โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ( ๐ธ /FinExt ๐น โˆง ๐น /FinExt ๐พ ) โ†” ( ( ๐ธ [:] ๐น ) โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐น [:] ๐พ ) โˆˆ โ„•0 ) ) )
9 extdgcl โŠข ( ๐ธ /FldExt ๐น โ†’ ( ๐ธ [:] ๐น ) โˆˆ โ„•0* )
10 9 adantr โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ๐ธ [:] ๐น ) โˆˆ โ„•0* )
11 extdgcl โŠข ( ๐น /FldExt ๐พ โ†’ ( ๐น [:] ๐พ ) โˆˆ โ„•0* )
12 11 adantl โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ๐น [:] ๐พ ) โˆˆ โ„•0* )
13 extdggt0 โŠข ( ๐ธ /FldExt ๐น โ†’ 0 < ( ๐ธ [:] ๐น ) )
14 13 adantr โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ 0 < ( ๐ธ [:] ๐น ) )
15 14 gt0ne0d โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ๐ธ [:] ๐น ) โ‰  0 )
16 extdggt0 โŠข ( ๐น /FldExt ๐พ โ†’ 0 < ( ๐น [:] ๐พ ) )
17 16 adantl โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ 0 < ( ๐น [:] ๐พ ) )
18 17 gt0ne0d โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ๐น [:] ๐พ ) โ‰  0 )
19 nn0xmulclb โŠข ( ( ( ( ๐ธ [:] ๐น ) โˆˆ โ„•0* โˆง ( ๐น [:] ๐พ ) โˆˆ โ„•0* ) โˆง ( ( ๐ธ [:] ๐น ) โ‰  0 โˆง ( ๐น [:] ๐พ ) โ‰  0 ) ) โ†’ ( ( ( ๐ธ [:] ๐น ) ยทe ( ๐น [:] ๐พ ) ) โˆˆ โ„•0 โ†” ( ( ๐ธ [:] ๐น ) โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐น [:] ๐พ ) โˆˆ โ„•0 ) ) )
20 10 12 15 18 19 syl22anc โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ( ( ๐ธ [:] ๐น ) ยทe ( ๐น [:] ๐พ ) ) โˆˆ โ„•0 โ†” ( ( ๐ธ [:] ๐น ) โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐น [:] ๐พ ) โˆˆ โ„•0 ) ) )
21 8 20 bitr4d โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ( ๐ธ /FinExt ๐น โˆง ๐น /FinExt ๐พ ) โ†” ( ( ๐ธ [:] ๐น ) ยทe ( ๐น [:] ๐พ ) ) โˆˆ โ„•0 ) )
22 2 5 21 3bitr4d โŠข ( ( ๐ธ /FldExt ๐น โˆง ๐น /FldExt ๐พ ) โ†’ ( ๐ธ /FinExt ๐พ โ†” ( ๐ธ /FinExt ๐น โˆง ๐น /FinExt ๐พ ) ) )