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Existiert ein neutrales Element?

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Tags: abelsche Gruppe, abelsche Gruppen, Gruppe, Gruppen, Gruppenaxiome, Halbgruppe, kommutativ, Monoid, neutrales Element

 
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Florian--

Florian-- aktiv_icon

20:35 Uhr, 09.12.2018

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Folgendes sei gegeben: M=Q \{0} , aᐤb =ab

Grundsätzlich gilt ja, aᐤe = eᐤa =a
Natürlich ist die Division nicht kommutativ ⇒ aᐤe ≠ eᐤa

aᐤe =a

ae=a

a=ae

e=aae=1

Allerdings gilt dies eben nur für die Verknüpfung aᐤe. Führt man die Probe mit eᐤa durch, dann ergibt sich nicht a1=a, sondern 1a=a. Das stimmt natürlich nicht und würde damit einen Widerspruch darstellen ↯.

Existiert das neutrale Element dennoch, oder müssen dafür immer a ᐤ e=a UND ea=a ?? Weil kommutativ muss es für eine gewöhnliche Gruppe doch nicht sein. Oder stellt das Neutrale bzw. Inverse hier eine Ausnahme dar?

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
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Bummerang

Bummerang

12:48 Uhr, 10.12.2018

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Hallo,

Du unterliegst einem beliebten Trugschluß! Kommutativ heist, dass für alle a,bM gilt a○b = b○a. Nicht kommutativ heist, dass es mindestens ein Paar a,bM gibt, so dass a○b b○a ist. Für das neutrale Element gilt übrigends: Wenn es ein linksneutrales Element el und ein rechtsneutrales Element er gibt, so gilt el=er, deshalb nennt man ein solches links- und rechtsneutrales Element einfach nur neutrales Element e! Warum gilt das?

Für das linksneutrale Elemrnt el gilt: aM: e_l○a =a. Da das für alle Elemente aus M gilt, gilt das insbesondere für das rechtsneutrale Element er:

e_l○e_r=e_r

Für das rechtsneutrale Elemrnt er gilt: aM: a○e_r =a. Da das für alle Elemente aus M gilt, gilt das insbesondere für das linksneutrale Element el:

e_l○e_r=e_l

Jetzt gilt aber, dass die Verknüpfung ○ eindeutig ist, demzufolge ergibt e_l○e_r immer das selbe. Damit muß gelten el=er=:e.

Deshalb gilt immer: e○a=a=a○e für alle aM.
Florian--

Florian-- aktiv_icon

15:10 Uhr, 10.12.2018

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Soweit so gut. Das heißt also, dass es immer ein neutrales Element gibt, wenn es ein rechts- und/oder linksneutrales Element gibt, da diese deiner Folgerung nach ja gleich sein müssen (also el = er =e).
Wie kann dies nun in meinem konkreten Fall gezeigt werden? Hier ist das neutrale Element somit 1. Verknüpfe ich nun:

ea=a
1a=a

und habe einen Widerspruch, da 1a ≠ a ??
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Bummerang

Bummerang

15:17 Uhr, 10.12.2018

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Hallo,

"Soweit so gut. Das heißt also, dass es immer ein neutrales Element gibt, wenn es ein rechts- und/oder linksneutrales Element gibt, da diese deiner Folgerung nach ja gleich sein müssen (also el = er =e)."

Falsch! Wenn es ein linksneutrales UND ein rechtsneutrales Element gibt, dann sind diese gleich! Also nichts mit "oder"!

Wie kommst Du von der Zeile

e○a=a

auf

1a=a

Und was ist 1a für eine Operation?

Florian--

Florian-- aktiv_icon

17:17 Uhr, 10.12.2018

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Ich habe hier die Probe durchgeführt. Es gilt: aᐤe = eᐤa =a
Wir haben das neutrale Element bestimmt mit:
aᐤe =a

ae=a

a= a⋅e

e=aae=1

Nun die Probe:

1. aᐤe =a

a1=a

2. eᐤa =a

1a=a

Also ein Widerspruch?

Das neutrale Element von Links und das neutrale Element von Rechts stimmen ja auch von vorne herein nicht überein!

aᐤe =a

ae=a

a=ae

e=aa

e=1

und von links

eᐤa =a

ea=a

e=a2


Aber dennoch wissen wir, dass das neutrale Element der Division (alleine und ohne weitere Operationen, wie auch in dieser Angabe) existiert und 1 ist!?
Also wie kommt dieser Widerspruch zustande?! Hat es etwas damit zu tun, dass in der Algebra die Division eigentlich eine Multiplikation mit dem Inversen ist?
Also so:

eᐤa =a

ea=a

ea-1=a

e=aa-1

e=aa

e=1

Aber dann würde ich ja hier auch wieder eine allgemeine Rechenregel verletzen:

ea-1=a

e=aa-1 anstatt e=aa-1

Also du kannst es dir schon denken - lange Rede kurzer Sinn. Es geht mir darum, dass das neutrale von links und von rechts eben nicht identisch sind und es dennoch existiert.

Florian--

Florian-- aktiv_icon

17:20 Uhr, 10.12.2018

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ACHTUNG!!!

Ich sehe gerade, dass in der Angabe die Gruppenoperation verschwunden ist!! Keine Ahnung wie dies zustande gekommen ist. Hier noch einmal die korrekte Version. Vielleicht ist es so logischer!

Folgendes sei gegeben: M=Q \{0} , aᐤb =ab

Die Gruppenoperation ist eine DIVISION!
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Bummerang

Bummerang

17:07 Uhr, 12.12.2018

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Hallo,

bei dieser Operation gibt es kein linksneutrales Element! Deshalb gibt es auch kein neutrales Element sondern nur ein rechtsneutrales Element!
Frage beantwortet
Florian--

Florian-- aktiv_icon

17:09 Uhr, 12.12.2018

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Ok gut, dachte ich mir schon, da es sonst einfach keinen Sinn ergibt.
Vielen Dank! :-)