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primitive n-te Einheitswurzeln

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Tags: Einheitswurzel, Gruppen, Körper, primitiv

 
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anonymous

anonymous

12:27 Uhr, 01.02.2016

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"Zeigen Sie, dass w=2 eine primitive 12-te Einheitswurzel im Körper GF(13) ist. Für welche weiteren natürlichen Zahlen n existieren primitive n-te Einheitswurzeln in GF(13)?"

Für den ersten Teil habe ich einfach w=2 in das Polynom x12-1 eingesetzt und geprüft ob es eine Nullstelle ist. Damit weiß ich doch, dass 2 eine n-te Einheitswurzel ist.
Dann hab ich die Potenzen von 2 ausgerechnet (GF(13)) und festgestellt, dass 2 bei 212 wieder 1 wird. Damit wäre die Ordnung von 2 doch 12 und 2 somit auch eine primitive n-te Einheitswurzel?
Ist das Vorgehen korrekt oder liege ich da komplett falsch?

Zum zweiten Teil:
Müssten die weiteren n nach dem Satz von Lagrange nicht 1,2,3,4 und 6 sein? Weil n-te Einheitswurzeln eine Untergruppe der multiplikativen Gruppe von GF(13) bilden. Aber sind diese dann automatisch auch primitiv? Auch hier bin ich mir nicht sicher, ob ich den richtigen Ansatz habe. Kann mir jemand weiterhelfen?

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.)
Hierzu passend bei OnlineMathe:

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

14:45 Uhr, 01.02.2016

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"Ist das Vorgehen korrekt oder liege ich da komplett falsch?"

Korrekt, aber redundant.
Es reicht einfach die Potenzen von 2 zu bilden und zu sehen, dass 12 die kleinste Potenz ist, welche die Bedingung 2a=1 erfüllt.

"Müssten die weiteren n nach dem Satz von Lagrange nicht 1,2,3,4 und 6 sein? Weil n-te Einheitswurzeln eine Untergruppe der multiplikativen Gruppe von GF(13) bilden. Aber sind diese dann automatisch auch primitiv?"

Nein, davon ist nur 6 primitiv.
Wie man Primitivwurzeln berechnet, steht hier:
de.wikipedia.org/wiki/Primitivwurzel
anonymous

anonymous

16:47 Uhr, 01.02.2016

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"Nein, davon ist nur 6 primitiv.
Wie man Primitivwurzeln berechnet, steht hier:
de.wikipedia.org/wiki/Primitivwurzel"

Okay, ich verstehe gerade nicht wie zwei Passagen zusammenhängen.
Unter deinem Link steht:
"Man kann viele Versuche sparen, indem man die Tatsache benutzt, dass die Ordnung nach dem Satz von Euler ϕ(m) teilt, da jede Zahl k, für die ak1bmodm gilt, durch die Ordnung teilbar ist. Darum muss man nur noch für alle Teiler von ϕ(m) überprüfen, ob Exponentiation mit ihnen die Zahl auf 1 abbildet, und der kleinste solche Teiler ist die Ordnung."

Das wären bei mir, wie schon vorher festgestellt, 2,3,4 und 6(1 fällt weg, weil kein Teiler und nicht primitiv?). Jetzt kann ich natürlich noch die 3,4 und 6 überprüfen.

In der Tabelle weiter unten steht dann aber:
m=13,φ(φ(m))=4, Primitivwurzeln modulo m:2,6,7,11

Wie komm ich denn auf 7 und 11, wenn diese gar nicht Teiler von 12 sind?
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DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

17:15 Uhr, 01.02.2016

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Teiler beziehen sich auf Potenzen, nicht auf Zahlen selber. Das heißt, Du musst nicht alle Potenzen von 7 prüfen, sondern nur die Potenzen, die 12 teilen. Also 75 musst Du z.B. nicht berechnen, weil 5 kein Teiler von 12 ist.
anonymous

anonymous

17:44 Uhr, 01.02.2016

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Achsoo, also müsste ich bei dieser Aufgabe 10 (Elemente >2 und <13)5 (Teiler von 122,3,4,6,12)=50 Rechnungen durchführen bzw. bis ich 4(φ(φ(13))) primitive Einheitswurzeln gefunden habe? Das erscheint mir etwas viel..
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DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

18:32 Uhr, 01.02.2016

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Nein, wenn Du schon weißt, dass 212=1, musst Du 22=4, 23=8, 24=3 und 26=12 (mod 13) nicht mehr prüfen. Das waren 4 Rechnungen. Bleiben also 5,6,7,8,9,10,11. Da 52=-1 mod 13, folgt 54=1 mod 13, das waren zwei Rechnungen. Bei 6 musst Du dann noch 5 Rechnungen machen. Danach aber weißt Du, dass 62=10 und 63=8 auch keine Primitivwurzeln sind. Usw. Insgesamt wird so um die 20 Rechnungen sein.
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anonymous

anonymous

14:34 Uhr, 03.02.2016

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Ahh okay ich verstehe jetzt, wie ich Dinge ausschließen kann und damit effizienter berechnen. Vielen Dank.