Algebra

Liebe/-r Experte/-in,
wir haben gestern in unserem Algebra Tutorium ein Übungsblatt durchgerechnet, dass keiner von meinen Mitstudenten (inklusive mir) so hinbekommen hat (heißt keiner hatte die Musterlösung heraus). Unser Tutor meinte aber das das ganz einfach wäre, und man das innerhalb von 1 Stunde herausbekommt, was wir ihm dann nicht geglaubt haben. Wir waren der Ansicht, dass es niemand gibt, der das einfach so löst. Also haben wir gedacht, wir fragen mal die vermeintlichen Experten bei werweißwas. Ich bin mal gespannt, ob es einer innerhalb kürzester Zeit schafft, das Blatt richtig zu lösen. Musterlösung schicke ich bei Bedarf dann zu…

Aufgabe 1

Es seien (G,°) eine endliche Gruppe mit neutralem Element e und H eine Untergruppe von G. Zeigen Sie:
(a) {Hg ;g € G} ist eine Partition von G. dabei ist Hg:= {h°g ;h € H}
(b) IHI teilt IGI
c) Für alle g € G gilt: g^IGI = e
d) Für IGI >= 2 gilt: IGI ist genau dann eine Primzahl, wenn {e} und G die einzigen Untergruppen von G sind.

Aufgabe 2

Zeigen Sie, das die Menge
K:= {a + b wurzel5 ; a,b € Q}
bezüglich der üblichen Addition und Multiplikation in R ein Körper und das K eine echte Teilmenge von R ist.

Aufgabe 3

Sei K ein Körper. Zeigen Sie:

a) Die Charakteristik von K ist entweder 0 oder eine Primzahl.

b) Ist die Charakteristik von K eine Primzahl p, so gibt es einen eindeutig bestimmten Körperhomorphismus von Zp nach K.

Aufgabe 4

Die meisten Bücher sind heutzutage mit einer zehnstelligen Zahl, der ISBN-Nummer, gekennzeichnet,

z1 - z2z3z4 - z5z6z7z8z9 - z10

Die erste Ziffer kennzeichnet das Land, die nächsten drei Ziffern den Verlag, die nächsten fünf ZIffern das Buch, und die letzte Ziffer z10 ist eine Prüfziffer, für die auch die römische Zahl X stehen kann. SIe dient den Buchhändlern bei Bestellungen von Büchern zur Kontrolle dafür, dass die ersten 9 Ziffern korrekt eingegeben sind. Berechnet wird die Prüfziffer durch:

z10 konvergent(also ein = plus dritten Strich) (1z1 + 2z2 + 3z3 + … + 9z9) mod 11

a) Bei der Eingabe der ISBN-Nummer werden häufig Fehler gemacht:

i) Genau eine der ersten neun Ziffern wird falsch eingegeben.

ii) Zwei der ersten neun ZIffern werden vertauscht.

Zeigen Sie, dass Fehler i) und ebenso Fehler ii) anhand der Prüfziffer entdeckt werden kann.

b) Sie wollen ein Buch bestellen mit der ISBN-Nummer 3-827-422?5-X. Eine Ziffer (?) können Sie nicht erkennen. Errechnen Sie diese Ziffer. Um welches Buch handelt es sich dabei?

Hallo zusammen,
ich kann leider im Moment nicht weiterhelfen
Frank

hallo,

tut mir leid, ich bin gerade so mit Arbeit eingedeckt, dass diese frage zu umfangreich für mich ist.
viel erfolg noch!

Gruß Bettina

Hallo larryhunter,
ich kriege das auch nicht so schnell hin und habe momentan auch nicht die Zeit, mich damit zu beschäftigen.

Sorry

Hatte nie Alegebara.

Lieber harryhunter

Leider kann ich nicht helfen. Ich bin bei diesen Fragen nicht in allen Punkten so sattelfest, dass ich, ohne zu überlegen, die Lösungen flüssig hinschreiben kann.

Die Lösungen benötigen zusätzlich einen relativ grossen Aufwand, wenn man nicht eine gemeinsame Theorie vorliegen hat, auf die man hinweisen kann. Man muss alles auf die Grunddefinitionen zurückführen.

Vielen Dank für die Anfrage. Ein Lösungsblatt würde mich interessieren: [email protected]

Viele Grüsse
Egon

Lösungsansätze zu den Aufgaben
Hallo.

Die Aufgaben 1-3 sind nach meiner eigenen Lehrerfahrung standard
für eine Algebra 1 Vorlesung. Ob man sie innnerhalb einer Stunde
lösen kann, hängt stark von persönlichen Eigenheiten ab und ist
meiner Meinung nach nicht so wichtig. Auch muss man ja nicht die
vorgegebene Musterlösung treffen.

Anbei schicke ich die Lösungsansätze sowie Beweisskizzen, die mir
spontan einfallen. Zum Aufschreiben habe ich etwa 25 Minuten gebraucht.

Aufgabe 1

(a) Es ist zu zeigen, dass zwei VERSCHIEDENE Mengen Hf und Hg
leeren Schnitt besitzen, und dass jedes g in G in einer Menge
Hf liegt.

Für ein beliebiges f1 aus Hf gilt: f1=h*f und damit f=h^(-1)*f1.
Daraus folgt Hf = H*h^(-1)*f1 = Hf1, wobei man in der zweiten
Gleichung verwendet, dass H eine Untergruppe ist und deswegen
Hh=H für jedes h in H gilt.
Haben nun zwei Mengen Hf und Hg nichtleeren Schnitt, so gilt nach
dem eben bewiesenen Hf = Ha = Hg für jedes Element a aus dem
Schnitt.

Ein beliebeiges g in G liegt stets in Hg, da e in H liegt.

(b) Man zeigt, dass die Mengen Hg alle die gleiche Elementezahl
haben, nämlich |H|: Die Gleichung h1*g=h2*g impliziert h1=h2
durch Multiplikation mit g^(-1) von rechts. Also hat Hg genau
|H| Elemente.

Aus (a) folgt dann |G| = r * |H|, wobei r die Anzahl verschiedener
Mengen Hg ist.

© Ein Element g erzeugt die Untergruppe H={e,g,g^2,…} bestehend
aus den Potenzen von g. Da G endlich ist gibt es ein kleinstes r>0
mit g^r=e. Dann gilt |H| = r. Nach (b) gilt |G|=r*s.
Also e = e^s = (g^r)^s = g^|G|.

(d) Wenn |G| eine Primzahl ist, dann kann nach (b) G keine echten
Untergruppen besitzen.
Wenn G keine echten Untergruppen besitzt, dann gilt für jedes ge:
G = {e,g,g^2,…}. Für einen Teiler d von |G| gilt dann:
e = (g^(|G|/d))^d, womit nach © die Untergruppe
H = {e,g^(|G|/d),(g^(|G|/d))^2,…} eine Ordnung R gilt, muss man ein Element aus R finden,
das nicht in K liegt. Die Quadratwurzel aus 2 ist ein solches:

wurzel(2) = a + b*wurzel(5)

liefert durch quadrieren:

2 = a^2 + 5*b^2 + 2*a*b*wurzel(5)

im Widerspruch dazu, dass wurzel(5) keine rationale Zahl ist.

Aufgabe 3

(a) In K gelte 1+1+…+1 = 0 mit n Summanden und n sei die kleinste natürliche
Zahl >0 für die eine solche Gleichung gilt. Schreibt man n = m*d so gilt:
(1+…+1)*(1+…+1) = 0, wobei im ersten Faktor m Einsen und im zweiten d Einsen
auftauchen. Da ein Körper keine Nullteiler hat, folgt: 1+…+1 = 0 für den
Faktor mit m Einsen. Also m=n da n minimal war. Also n Primzahl.

(b)Der endliche Körper Z/p hat die Eigenschaft, dass jedes Element als Summe
von 1en dargestellt werden kann. Andererseits muss ein Körperhomomorphismus
immer Einselement auf Einselement abbilden. Daher gibt es höchsten einen
Körperhomomorphismus h: Z/p --> K in einen Körper K.
Hat K die Charakteristik p>0 so definiert man h durch h(1) = 1_k, wobei 1 das
Einselement von Z/p und 1_K das von K ist.

Für die Aufgabe 4 habe ich momentan keine Zeit.

Gruss, Tengri.

Zut mir leid,aber dass ist jetzt fast 20 Jahre her und ich habe keine Zeit, mich da wieder einzuarbeiten.