Es gilt offensichtlich K ⊊ K [ x ] {\displaystyle K\subsetneq K[x]} und K [ x ] ⊆ L {\displaystyle K[x]\subseteq L} . Weiter gilt:
p = [ L : K ] = [ L : K [ x ] ] ⋅ [ K [ x ] : K ] {\displaystyle p=[L:K]=[L:K[x]]\cdot [K[x]:K]}
Da p {\displaystyle p} Primzahl ist, gilt entweder [ L : K [ x ] ] = 1 {\displaystyle [L:K[x]]=1} oder [ K [ x ] : K ] = 1 {\displaystyle [K[x]:K]=1} . Letzteres kann wegen K ⊊ K [ x ] {\displaystyle K\subsetneq K[x]} nicht gelten, also gilt [ L : K [ x ] ] = 1 {\displaystyle [L:K[x]]=1} und somit L = K [ x ] {\displaystyle L=K[x]} .