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Charakterisierung Zyklische Gruppen

Universität / Fachhochschule

Algebraische Zahlentheorie

Tags: Algebra, Algebraische Zahlentheorie, Gruppen, Untergruppen, zyklische Gruppe

 
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ichbinteich

ichbinteich aktiv_icon

18:03 Uhr, 16.10.2018

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Aufgabe
Es sei G eine Gruppe. Angenommen G besitzt eine echte Untergruppe H, die jede
andere echte Untergruppe von G enthält. Zeigen Sie, dass G dann zyklisch ist und
die Ordnung von G eine Primpotenz.





Hallo zusammen,

ich bräuchte bitte einmal dringend Hilfe bei der oben angegeben Aufgabe. Habe da heute und gestern schon die ein oder andere Minute dran gesessen und bekomme einfach nicht den nötigen Geistesblitz. Und zwar habe ich mir bereits folgendes überlegt:

Die Tatsache, dass es eine größte echte Teilgruppe heißt ja, dass U\G ist. Wieso sagt mir das aber nun, dass gG sodass g die gesamte Gruppe erzeugt? (Definition einer zyklischen Gruppe)

Zum zweiten Teil habe ich bisher noch keinen richtigen Zugang gefunden.

Vielen Dank im Voraus!!



Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
ermanus

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21:36 Uhr, 16.10.2018

Antworten
Hallo,

sei gG\H. Die Potenzen von g erzeugen eine zyklische Gruppe <g>.
Diese ist entweder in H enthalten, da H jede echte Untergruppe von G enthält
oder ganz G. Da gH, kann sie nicht in H enthalten sein, also ist
<g>=G.

Die Primzahlpotenzaussage schaue ich mir später an.

Gruß ermanus
ichbinteich

ichbinteich aktiv_icon

21:49 Uhr, 16.10.2018

Antworten
Hi,

vielen Dank für deine Antwort. Auf den ersten Teil bin ich in der Zwischenzeit tatsächlich so gut wie selbst gekommen, allerdings sehe ich beim zweiten Teil der Aufgabe weiterhin nicht wie ich das hinbekomme. Ich wäre dir also sehr dankbar wenn du später nochmal drüber schauen könntest.

Bisher habe ich mir überlegt, dass die Ordnung von U ja auf jeden Fall die Ordnung von G teilen muss. Wie mir die Tatsache, dass U die einzige maximale Untergruppe ist, dabei hilft zu zeigen dass ord(G) nur aus Primzahlpotenzen bestehen kann, ist mir (bisher) noch schleierhaft.

Schöne Grüße,

ichbinteich
ichbinteich

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21:49 Uhr, 16.10.2018

Antworten
Hi,

vielen Dank für deine Antwort. Auf den ersten Teil bin ich in der Zwischenzeit tatsächlich so gut wie selbst gekommen, allerdings sehe ich beim zweiten Teil der Aufgabe weiterhin nicht wie ich das hinbekomme. Ich wäre dir also sehr dankbar wenn du später nochmal drüber schauen könntest.

Bisher habe ich mir überlegt, dass die Ordnung von U ja auf jeden Fall die Ordnung von G teilen muss. Wie mir die Tatsache, dass U die einzige maximale Untergruppe ist, dabei hilft zu zeigen dass ord(G) nur aus Primzahlpotenzen bestehen kann, ist mir (bisher) noch schleierhaft.

Schöne Grüße,

ichbinteich
Antwort
ermanus

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23:19 Uhr, 16.10.2018

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Deine maximale Untergruppe heißt doch H oder?
Nun zur Primzahlpotenz. Es bezeichne (G:U) den Index einer Untergruppe U
in G, d.h. die Anzahl der Nebenklassen von G nach U.
Nun seien p,q zwei Primteiler von G.
Wir betrachten die beiden zyklischen Untergruppen
H1=<gp> und H2=<gq>, die also von gp bzw gq erzeugt werden.
Dann ist offenbar (G:H1)=p und (G:H2)=q.
Für H soll nach Voraussetzung gelten: H1H und H2H.
Damit haben wir einerseits (G:H)(H:H1)=(G:H1)=p
und andererseits (G:H)(H:H2)=(G:H2)=q. Da nun (G:H)>1 ist
(H ist echte Untergruppe von G), folgt:
p=(G:H1)=(G:H)=(G:H2)=q.

Gruß ermanus


ichbinteich

ichbinteich aktiv_icon

00:13 Uhr, 17.10.2018

Antworten
" Damit haben wir einerseits (G:H)(H:H1)=(G:H1)=p "


Habe alles soweit verstanden, bis auf diese Zeile. (Sorry fürs nerven, scheine heute Abend ein wenig schwer von Begriff zu sein :-) )
Was genau machst du da? Wie kommst du darauf dass dabei p herauskommt?
Frage beantwortet
ichbinteich

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00:19 Uhr, 17.10.2018

Antworten
Vergiss das. Hab's durchschaut.

Vielen vielen Dank für deine Hilfe, bist meine Rettung!