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Eine unendliche Körpererweiterung hat unendlich vielen Zwischenkörper

Behauptung:

Eine unendliche Körpererweiterung L:K hat unendlich viele Zwischenkörper.

Beweis:

1. Fall:
Es gibt ein \( \alpha\in L \), dass transzendent über K ist.
Dann hat \( K(\alpha):K \) schon unendlich viele Zwischenkörper.

2.Fall:
L:K ist algebraisch.

Sei B eine Basis von L:K. B ist unendlich, da L:K unendlich ist.

B hat eine abzählbar unendliche Teilmenge \( A=\{a_n~|~n\in\mathbb{N}\}\)

(Die \( a_i \) sind also aus L\K.)

Die Körpererweiterung K(A):K ist unendlich.

Sei \( F_n := K(a_1,\ldots,a_n) \).

Dann sind die \( F_n \) eine aufsteigende Kette von Zwischenkörpern von L:K.

Da die \( a_i \) algebraisch über K sind, haben die \( F_n \) alle endlichen Grad über K.

Wenn es nur endlich viele Körper \( F_n \) gäbe, dann gäbe es ein k mit \( F_n = F_k \) für \( n\geq k \).

Damit wäre auch \( K(A) = F_k \), weil \( A \subseteq F_k \).

Das ist ein Widerspruch dazu, dass K(A) unendlich ist.

Also muss es unendlich viel Zwischenköper \( F_n \) geben.

q.e.d.