Wir beweisen, dass ein kommutativer Ring mit 1, der Nullteiler besitzt, keine Körper sein kann. Umgekehrt ist solch ein Ring ohne Nullteiler bereits ein Körper. Behauptung: Sei R ein kommutativer Ring mit 1 ≠ 0. Dann gilt:i) Ein Nullteiler ist nie eine Einheit, d.h. ein Ring mit Nullteilern ist kein Körper.ii) (R*,·) ist eine Gruppe.(Menge […]
Kategorie: Mathematik
Behauptung: In einem endlichen Ring R ist jedes Element entweder ein Nullteiler oder eine Einheit (d.h. es besitzt ein Inverses). Beweis: Wenn a Nullteiler ist sind wir fertig. Sei a kein Nullteiler. Da R endlich ist, ist die Menge $$\{a^n~|~n \in \mathbb{N}\}$$ endlich. Daher gibt es $$m,~n \in \mathbb{N}$$ mit m < n und $$a^m […]
Wir beweisen, dass es genau eine Gruppe der Ordnung 15 gibt. Dies gelingt uns mit Hilfe des dritten Satzes von Sylow und dem Chinesischen Restsatz. Beweis: Sei G eine Gruppe der Ordnung 15 = 3*5. Jede 3-Sylow-Untergruppe hat die Ordnung 3 und ist isomorph zu ℤ3.Jede 5-Sylow-Untergruppe hat die Ordnung 5 und ist isomorph zu […]
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Das direkte Produkt einer Gruppe
Wir zeigen, dass das direkte Produkt einer Gruppe mit einer bestimmten, hier definierten Verknüpfung, wieder eine Gruppe ist. Aufgabe Sei eine Gruppe.Auf der Menge $$G\times G$$ wird eine neue Verknüpfung $$*$$ erklärt mit $$(a,b)*(a‘,b‘) = (a\cdot a‘,b\cdot b‘)$$Weise nach, dass $$(G\times G,*)$$ eine Gruppe ist. Lösung Um zu sehen, dass $$(G\times G,*)$$ eine Gruppe ist, […]
Wir beweisen, dass jede endliche p-Gruppe auflösbar ist. Das heißt, sie hat eine Subnormalreihe mit abelschen Faktorgruppen. Eine Faktorgruppe ist genau dann abelsch, wenn der zugehörige Normalteiler die Kommutatorgruppe umfasst. Behauptung Sei p eine Primzahl. Dann ist jede endliche p-Gruppe auflösbar. Beweis Sei eine Gruppe der Ordnung $$p^k,~k>1$$ Dann gibt es eine Kette $$U_k \triangleright […]
Wir beweisen die Existenz von Normalteilern in Gruppen einer bestimmten Ordnung. Behauptung Sei p eine Primzahl und G eine endliche Gruppe der Ordnung .Dann besitzt G einen Normalteiler der Ordnung pr-1. Beweis Wir beweisen diese Behauptung durch eine vollständige Induktion nach r. Induktionsanfang: r=1 $$\{e\}\triangleleft G$$ ist ein Normalteiler der Ordnung 1. Induktionsschritt: A(r-1) => […]
Mit Hilfe des Homomorphiesatzes beweisen wir ausführlich eine wichtige Folgerung. Behauptung Sei G eine Gruppe und N ein Normalteiler in G. sei ein surjektiver Gruppenhomomorphismus.Dann gibt es zu jedem einen Normalteiler U von G, der den Index n in G hat. Beweis Wir suchen einen Homomorphismus $$\phi: G \rightarrow H_n$$ soll die Ordnung n haben.Dann […]
Behauptung Wir behaupten, dass sich die Gaußsche Summenformel auf folgende Weise schreiben lässt: Beweis Induktionsanfang: n = 1 Setzen wir für n die erste natürliche Zahl 1 ein, dann ist die Behauptung wahr:$$1 = \frac{2}{2} = \frac{1(1+1)}{2}$$ Induktionsschritt: A(n) => A(n+1) Angenommen, die Behauptung gilt für alle natürlichen Zahlen 1 … n. Dann soll sie […]
Musterlösung einer Differentialgleichung Aufgabe | Lösung Die Variation der Konstanten ist ein Verfahren um inhomogene lineare Differentialgleichungen zu lösen. Bevor man die inhomogene Gleichung lösen kann, muss man erst einmal die homogenen Gleichung lösen. Die kann man durch Trennung der Variablen tun oder, wenn man etwas Erfahrung hat, durch scharfes hinsehen: Um die inhomogene Gleichung […]
Die Potenzmenge ist die Menge aller Teilmengen einer gegebenen Grundmenge. Die Potenzmenge einer Menge enthält unter anderem immer die leere Menge und auch die Grundmenge selbst. Wir beweisen durch vollständige Induktion: Wenn die Grundmenge n Elemente hat, dann hat ihre Potenzmenge 2n Elemente. Behauptung Die Potenzmenge P(M) einer n-elementigen Menge M enthält genau 2n Elemente. […]