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Untergruppen einer abelschen Gruppe

Universität / Fachhochschule

Algebraische Zahlentheorie

Tags: Algebraische Zahlentheorie

 
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Bierlu

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10:11 Uhr, 09.05.2018

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Wir haben eine Untergruppe wie folgt definiert:

Sei (G,⋆) eine abelsche Gruppe. Eine Teilmenge HG heißt Untergruppe von G, wenn gilt:
i)H
ii) für alle x,yH gilt xyH
iii) für jedes xH liegt auch das Inverse x' von x in" H

Aufgabe ist nun:

Sei G eine abelsche Gruppe. Zeige:
a){e} und G sind Untergruppen von G
b) Ist (G,) eine endlich abelsche Gruppe und #G =p eine Primzahl, so sind G und {e} die einzigen Untergruppen von G

Meine Überlegungen:

a){e} ist Untergruppe von G
ad i) Nunja, da das Neutrale Element in der Menge liegt kann
ad ii) wie kann ich das ohne Rechenverknüpfung prüfen? Ich müsste ja eigentlich zeigen, dass e+e{e} beziehungsweise ee{e}, oder ?
ad iii) Für das Inverse des neutralen Elements müsste doch gelten e=e⋅e′=e′ und somit würde e′ in der Menge {e} liegen

G ist Untergruppe von G
Da G ja abelsch ist so muss doch G auch alle Axiome einer Untergruppe erfüllen, oder?


b){e} und G sind die einzigen Untergruppen von G
Wie muss ich hier vorgehen um das zu zeigen?
Einfach wieder die Axiome abarbeiten?
Wie zeige ich, dass es die einzigen Untergruppen sind?

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

10:25 Uhr, 09.05.2018

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"wie kann ich das ohne Rechenverknüpfung prüfen? "

Du hast sie doch. Sie heißt hier *. Und Du weißt, dass e*e=e.
Bierlu

Bierlu aktiv_icon

10:40 Uhr, 09.05.2018

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also schreibe ich:

{e} ist Untergruppe von G:
i) Da das neutrale Element in der Menge liegt gilt {e}
ii)Es gilt ee=e{e}
iii)Es gilt e=ee'=e'{e}

reicht meine Argumentation um zu zeigen dass G Untergruppe von G ist?
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

10:46 Uhr, 09.05.2018

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Ja, es reicht.
Zu Sicherheit würde ich irgendwo schreiben, dass die Gruppe nur ein Element hat, daher muss man 2 und 3 nur für dieses ein Element prüfen.
Bierlu

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10:57 Uhr, 09.05.2018

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Okay alles klar ! Vielen Dank dir!

Jetzt nurnoch zu b)
Also ich weiß jetzt G und {e} sind Untergruppen von G. Aber wie zeige ich hier, dass es die einzigen sind ?

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DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

11:01 Uhr, 09.05.2018

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Wenn eine Untergruppe von G ein Element ae enthält, so ist die zyklische Gruppe <a> ungleich {e}, hat also Ordnung 2. Andererseits nach de.wikipedia.org/wiki/Satz_von_Lagrange muss die Ordnung von <a> die Ordnung von G teilen. Wenn diese dann eine Primzahl ist, gibt's nur eine Möglichkeit.
Frage beantwortet
Bierlu

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11:03 Uhr, 09.05.2018

Antworten
Dank dir !