Algebra

Liebe/-r Experte/in

Brauche dringend Hilfe zu diesen Aufgaben:

1.)
a) Zeigen Sie, dass die Menge A:= R (ohne -1) mit der
Verknüpfung x ° y:= xy+x+y (x,y € A) zu einer abelschen Gruppe wird.
b) Lösen Sie in (A,°) die Gleichung
3°x°x=15

2.)Es seien (G,°) eine endliche Gruppe, H Teilmenge G eine beliebige Untergruppe und x € G. Zeigen Sie:

a) Die Abbildung fx:G->G, g->x°g°x^-1 ist ein Automorphismus von G.

b) Die Menge x°H°x^-1 := {x°g°x^-1 ,g € H}
ist eine Untergruppe von G. Es gilt ferner IHI = Ix°H°x^-1I

c) Ist IHI = k und IGI = 2k, so ist H ein Normalteiler in G.

Bei der 1.) habe ich wirklich gar keinen Plan, da ich so eine Gleichung noch nie zuvor gesehen habe und ich nicht weiß, wie man so was löst.
Bei 2.) habe ich wenigstens die kleine Ahnung, dass ich bei a) um Automorphismus zu beweisen, zuerst den Homomorphismus und den Isomorphismus beweisen muss, aber wie ich so einen Beweis mache und hinbekommen, weiß ich nicht. Bei b) und c) sieht es ähnlich aus.

Hallo larryhunter,

Zu 1.)
Du musst die Bedingungen für eine abelsche Gruppe nachweisen:

i) für alle x,y € A ist x°y auch € A (d.h. in diesem Fall, x°y darf nie -1 werden, denn -1 gehört nicht zu A.
Angenommen es gäbe zwei x,y mit x°y=-1, dann wäre
xy+x+y=-1
xy+x=-1-y
x(y+1)=-1-y (durch (y+1) teilen geht, da y nicht -1 sein kann)
x=-1
Widerspruch, denn -1 gehört nicht zu A.
Also kann ist x°y€A für alle x,y€A
ii) Assoziativgesetz: x°(y°z)=(x°y)°z für alle x,y,z€A
Das ist reines Einsetzen und Ausmultiplizieren.
iii) Neutrales Element:
zu zeigen ist, es gibt ein e€A mit x°e=e°x=x
Wähle e=0.
x°0=x*y+x+0=x
0°x=0*x+0+x=x
Also existiert dieses e.
iv) Inverses Element:
Zu zeigen ist:für jedes x €A gibt es ein x’€A mit x°x’=e
Also muss x*x’+x+x’=0 sein.
Wähle x’:=-x/(x+1).

Dann ist x°x’=x*(-x/(x+1))+x-x(x+1)=(-x^2+x^2+x-x)/(x+1)=0

v) Kommutativgesetz (abelsch)
Zu zeigen ist: für alle x,y€A ist x°y=y°x
Reines Einsetzen umd Umstellen.

b)
3°x°x=(3x+3+x)°x=(3x+3+x)*x+(3x+3+x)+x=4x^2+8x+3=15
Jetzt nach x auflösen…

a) Es ist zu zeigen, dass f ein bijektiver Homomorphismus ist.

i) f(x°y) = f(x)°f(y) für alle x,y €A
ii) Bijektivität. Dazu ist Injektivität und Surjektivität zu zeigen.
Injektivität: für zwei verschiedene x,y€A sind auch f(x) und f(y) unterschidlich (oder: wenn f(x)=f(y), dann ist auch x=y)
Surjektivität: für alle y€A gibt es ein x€A mit f(x)=y.

2.b)
Ich nenne mal Hf:=x°H°x^-1.
Wie in 1.) ist zu zeigen, dass für alle a,b,c€Hf gilt a°b€Hf, a°(b°c)=(a°b)°c, neutrales Element und inverses Element.
Die Gleichung |H|=|Hf| zu zeigen, schafft man am elegantesten, indem man eine bijetive Abbildung von H nach Hf findet.

d)Zu zeigen ist, dass für alle g€G gilt:
g(Hf)g^-1=Hf für alle g€G

So, das war’s in aller Kürze.

Wenn Du noch weitere Hilfe benötigst, melde Dich.

Gruß