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Verknüpfungstabelle ausfüllen, Gruppe kommutativ?

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Gruppen

Tags: Gruppen, inverse Elemente, kommutative Gruppe, Menge verknüpfen, neutrale Element, Verknüpfungstabelle

 
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lianz89

lianz89 aktiv_icon

23:55 Uhr, 05.06.2011

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Folgende Aufgabe:
Wir betrachten eine vierelementige Menge M={e,b,c,d} auf der eine Verknüpfung 'Stern' definiert ist, sodass (M,Stern) eine Gruppe ist. O.B.d.A sei e das neutrale Element. Alle Elemente sind zu sich selbst invers. Können Sie mit diesen Informaionen die Verknüpfungstabelle vollständig ausfüllen, oder gibt es mehrere Möglichkeiten? Ist/Sind die Gruppe(n), die Sie erhalten, kommutativ?

Hab die Tabelle jetzt soweit ausgefüllt:

x|e|b|c|d
__________
e|e|b|c|d
b|b|e| ?| ?
c|c| ?| e|?
d|d| ?| ?| e

(Hoffe, man erkennt es. In der Vorschau sieht es komisch aus.)
Weiter kann ich die Tabelle doch nicht ausfüllen, oder? Und wie zeige ich jetzt, ob die Gruppen kommutativ sind? Ich kann doch nicht wissen, ob c'stern'b das gleiche wie b'stern'c ist, oder?

Könnt ihr mir helfen? Das wäre wirklich großartig!!
Danke schon mal!
Online-Nachhilfe in Mathematik
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Sina86

Sina86

00:05 Uhr, 06.06.2011

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Hi,

betrachte z.B. die Verknüpfung b*c und probier alle Möglichkeiten durch:
b*c=bc=e Widerspruch
b*c=eb=c-1=c Widerspruch (soweit auch klar, denn Rechts-/Linkstranslationen sind bei endlichen Gruppen bijektiv)
b*c=cb=e Widerspruch
bleibt also nur:
b*c=d
usw.

Du kannst die Tabelle also doch weiter ausfüllen, wenn du damit fertig bist, müsste man mal weitersehen ;-)

Lieben Gruß
Sina
Antwort
michaL

michaL aktiv_icon

07:51 Uhr, 06.06.2011

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Hallo,

es ist doch auffällig, dass auf der Diagonalen in der Tabelle stets das neutrale Element steht, d.h. es gilt für alle Element x: x2=e

Habt ihr nicht da was drüber gelernt oder in der Übung gehabt? (Zur Kommutativität der Gruppe!?)
Mit diesem Wissen braucht man auch gar nicht mehr zu probieren, denn es gibt dann tatsächlich nur zwei Gruppen mit vier Elementen und dieser Eigenschaft. Bedenkt man noch, dass kein Element die Ordnung 4 hat, schließt sich eine aus. Voilà, es gibt nur eine Gruppe mit den Informationen!

Mfg Michael
Antwort
Sina86

Sina86

11:22 Uhr, 06.06.2011

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@michaL

das stimmt schon, aber leider steht in der Aufgabenstellung, dass die Verknüpfungstabelle ausgefüllt werden soll ;-)
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michaL

michaL aktiv_icon

11:39 Uhr, 06.06.2011

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Hallo,

ja, ich weiß. Und, zum Ausfüllen: das geht doch mit den Infos einfacher.

Mfg Michael
Frage beantwortet
lianz89

lianz89 aktiv_icon

13:41 Uhr, 06.06.2011

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Viele Dank ihr beiden. Den Beweis mit x² =e als kommutative Gruppe haben wir als freiwillige Übung. Die werde ich dann jetzt doch mal machen. Ihr habt mir sehr geholfen, danke!