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Beweis Kombinierte Teilbarkeitsregel

Universität / Fachhochschule

Teilbarkeit

Tags: Beweis, Primfaktor, Teilbarkeit

 
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feldmaus

feldmaus aktiv_icon

13:11 Uhr, 10.08.2012

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Hallo,

ich komme bei folgendem Beweis nicht weiter.

Beh.: Wenn a und b teilerfremd sind, so gilt: Eine Zahl ist genau dann durch a∙b teilbar, wenn sie durch a und b teilbar ist.

Bew.: Mein falscher Beweis sieht so aus.

Daraus das der ggt(m,n)=1 ist folgt, dass m und n keinen gemeinesamen Primfaktor besitzen. Aus m|a und n|a folgt, dass sowohl alle Primfaktoren von m, als auch alle Primfaktoren von na enthalten sein müssen.
Da also alle Primfaktoren von m und na enthalten sind und diese voneinander verschieden sind, gilt das m∙n|a.

Habe hierzu beim überprüfen schnell ein Gegenbeispiel gefunden.

Ist mein Beweis von Ansatz an falsch? Erfolgt der Beweis nicht über die Primfaktoren?

Hoffe ihr könnt mir helfen!
Vielen Dank im Voraus
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Bummerang

Bummerang

13:31 Uhr, 10.08.2012

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Hallo,

ich denke, dass man die Primzahlen vielleicht nicht braucht, hängt davon ab, was bereits alles bewiesen wurde.

Ich würde so vorgehen:

a und b sind teilerfremd und eine ganze Zahl m ist durch ab teilbar. Dann ist mab eine ganze Zahl und wegen der Abgeschlossenheit der ganzen Zahlen bzgl. der Multiplikation sind dann auch maba und mabb ganze Zahlen. Unter ausnutzung der geltenden Rechenregeln heißt das aber, dass mb und ma ganze Zahlen sind. Das aber bedeutet, dass m durch a und durch b teilbar ist.

Umgekehrt seien a und b teilerfremd und eine ganze Zahl m sei durch a und durch b teilbar. Dann ist aber m auch durch das kleinste gemeinsame Vielfache k von a und b  (k:= kgV(a,b)) teilbar. Wegen der Teilerfremdheit von a und b gilt aber:

k= kgV(a,b) =ab

Damit ist m auch durch ab teilbar.

Dieser primzahllose Beweis basiert natürlich auf zwei anderen Beweisen:

a|m und b|m kgV(a,b)|m

und

Für teilerfremde Zahlen a und b gilt: kgV(a,b) =ab

Sollten diese noch nicht vorher bewiesen sein, muß man sie vor dem o.a. Beweis erst separat beweisen und dafür bräuchte man dann sehr wahrscheinlich die Primzahlzerlegungen von a und b. Aber diese beiden Beweise sind nicht sehr schwierig...
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michaL

michaL aktiv_icon

16:17 Uhr, 10.08.2012

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Hallo,

@feldmaus: Nur als Ergänzung: Warum sollte dein Beweis falsch sein? Nun gut, er ist vielleicht nicht optimal formalisiert, aber die Idee ist doch brauchbar!?!
Kannst du dein "Gegenbeispiel" mal zeigen?

Mfg Michael
feldmaus

feldmaus aktiv_icon

07:58 Uhr, 14.08.2012

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Sorry,dass ich erst so spät auf eure Beiträge reagiere und vielen Dank für die schnelle Hilfe!!

@michaL:
Ich habe gerade festgestellt, dass mein Gegenbeispiel falsch ist.
Habe, vermutlich aufgrund meiner schlechten Formulierung, eine Bedingung unberücksichtigt gelassen.

Versuche es jetzt noch einmal genauer zu formulieren und wäre dann dankbar über deine/eure Meinung dazu.

Vielen Dank nochmal


feldmaus

feldmaus aktiv_icon

08:33 Uhr, 14.08.2012

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Seien m,n,a (Element der ganzen Zahlen) gegeben, für die gilt:

(1) ggT(m,n)= 1
(2) m|a und n|a

Aus (1) folgt, dass m und n keinen gemeinesamen Primfaktor besitzen.
Aus (2) folgt, dass sowohl alle Primfaktoren von m, als auch alle Primfaktoren von na enthalten sein müssen.

Da also alle Primfaktoren von m und na enthalten sind und diese voneinander verschieden sind, gilt auch das m∙n|a.


Was haltet ihr von dem Beweis? Ist die Formulierung ok? Kann ich die Einschränkung auf den Bereich der ganzen Zahlen auch weglassen? Müssen noch Hilfsätze bewiesen werden,die ich unbewusst verwendet habe?

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hagman

hagman aktiv_icon

19:11 Uhr, 14.08.2012

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Er ist im Prinzip richtig, aber von der Formulierung her problematisch, wenn m und/oder n einen Primfaktor mehrfach enthalten (beispielsweise m=8. n=9), auch wenn das richtige gemeint ist.

-
Kann man die Einschränkung auf weglassen? Leider nein.
Wenn man durch einen anderen kommutativen Ring mit 1 ersetzt, ist natürlich etwas ganz anderes zu zeigen (und man hat im Zweifelsfall keine Primfaktorzerlegung mehr):
Ausführliche Behauptung: Seien a,b,cR. Für alle d,u,vR mit du=a,dv=b gelte dR×. Dann gibt es genau dann ein c'R mit c=abc', wenn es a',b'R gibt mit aa'=bb'=c.
Diese Behauptung stimmt im Allgemeinen leider nicht, wie folgenes Gegenbeispiel zeigt:
Betrachte den Fall R=[i5],a=2,b=1+i5,c=6. Dann sind a und b zwar teilerfremd in R, aber c ist Vielfaches von sowohl a als auch b, ohne Vielfaches von ab zu sein.
Frage beantwortet
feldmaus

feldmaus aktiv_icon

11:44 Uhr, 16.08.2012

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Vielen Dank für Hilfe!!