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Körper und Charakteristik

Universität / Fachhochschule

Tags: Körper, natürliche Zahlen, Primzahl

 
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ant12

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20:43 Uhr, 03.05.2018

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Hallo ich habe leider keine Idee wie ich hier vorgehen muss.

Sei (K,(0,+),(1,)) ein Körper. Für eine natürliche Zahl n definiert man ein Element nK durch die Vorschrift: n:=1+1+...+1(n Mal).
Man sagt, dass K endliche Charakteristik besitzt, wenn es ein n in den natürlichen zahlen gibt, so dass n=0K ist. In diesem Fall heißt die natürliche Zahl

char(K):= min{n in nat.Z.| n=0}
die Charakteristik von K. Sonst ist die Charakteristik von K per Definition gleich Null. Zeigen sie, dass wenn ein Körper positive Charakteristik hat, dann ist sie eine Primzahl.
Hierzu passend bei OnlineMathe:

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michaL

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21:01 Uhr, 03.05.2018

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Hallo,

welche Voraussetzungen hat ihr denn? Wisst ihr bspw. schon, welcher Art die Ideale in sind?
Dann könntest du den Ringhomomorphismus zwischen den beiden Ringen φ:{Kzz1 betrachten.
Sein Kern muss als Ideal in von der Art p mit p sein. Damit ist die Sache fertig.
Solltet ihr noch nichts über Ringe wissen, dann brauchen wir einen anderen Weg. Deshalb müssen wir wissen, was ihr schon kennt.

Mfg Michael
ant12

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21:15 Uhr, 03.05.2018

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Hallo
über Ringe haben wir noch nicht gesprochen. Nur über Körper. Und auch nicht über Ideale in Z.
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michaL

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21:20 Uhr, 03.05.2018

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Hallo,

nun gut. Dann low level:
Nimm an, die kleinste Zahl m mit m1=0 sei KEINE Primzahl. Dann müsste es m=ab mit 1<a,b geben. Betrachte dann (a1)(b1) und folgere daraus einen Widerspruch.

Mfg Michael
ant12

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21:27 Uhr, 03.05.2018

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Wenn m=0 ergibt dann muss ja a oder b auch Null ergeben bei m=ab. oder nicht ?
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michaL

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21:32 Uhr, 03.05.2018

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Hallo,

ja, aber warum?

Mfg Michael
ant12

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21:34 Uhr, 03.05.2018

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Wenn m=0 dann ergibt das eingesetzt ab=0, also muss mindestens einer der Varibeln Null ergeben. Das würde bedeuten wenn zb a=0 ist dann folgt
(a1)(b1)=0.
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michaL

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21:43 Uhr, 03.05.2018

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Hallo,

hm, alles so beinahe richtig.

Also: wäre 0=m=ab (die Einsen können wir wohl in dieser Notation fortlassen), so müsste entweder a=0 oder b=0 gelten, weil K als Körper insbesondere nullteilerfrei ist!
Da aber 1<a,b<m gilt, stünde das im Widerspruch zur Wahl von m als KLEINSTES Element dieser Art.

Mfg Michael
ant12

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21:47 Uhr, 03.05.2018

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Das bedeutet das a und b größer 1 sein müssen und da es sich um natürliche Zahlen handelt wäre die nächstgrößere eine 2. Also muss m=22=4 mindestens gelten. liege ich damit richtig ?.
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michaL

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22:07 Uhr, 03.05.2018

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Hallo,

ok, nochmal für Anfänger:

Definiere für n\matbbN>0 den Term n1K rekursiv gemäß 11:=1, (n+1)1:=n1+1.
(Eigentlich ist eure Definition formal nicht ok. Ich vermute, sie sollte vereinfachen. Statt n1 schreiben wir nun n und können davon ausgehen, dass alle natürlichen Zahlen Teil des Körpers K sind.)

Beweise: Ist M:={n>0n=0 in K}, so ist min(M).

Beweis: Sei also M und m:=min(M).
Annahme: m ist nicht prim.
Dann muss es Zahlen a,b geben mit ab=m. Außerdem muss gelten: a,b1.
(m muss als echtes Produkt darstellbar sein, sonst ist es ja doch eine Primzahl.)
Wegen a,b UND a,b>1 folgt a=mb<m1=m. Ebenso b<m.

Wegen 0=m=ab (in K) und der Teilefreiheit des Körpers K muss also schon a=0 oder b=0 gelten.
a=0 führt aber dazu, dass aM und a<m. Damit wäre a kleiner als da Minimum m, wasa im Widerspruch zur Wahl von m als eben genau das Minimum von M steht.
Ebenso führt b=0 zum Widerspruch.

Also kann m nicht als solches Produkt dargestellt werden, d.h. m muss prim sein.

Mfg Michael
Frage beantwortet
ant12

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22:30 Uhr, 03.05.2018

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Ok jetzt habe ich es verstanden danke :-)