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Abgeschlossenheit

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Tags: Abgeschlossenheit, Gruppen, Untergruppe

 
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loluni

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15:24 Uhr, 24.08.2012

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Hallo;-)
Ich habe eine ganz allgemeine Frage. Für Gruppen bzw. Untergruppen und viele andere algebraische Strukturen ist es ja immer wichtig, die Abgeschlossenheit zu beweisen. Das ist bei non-abstrakten Mengen wie gerade Zahlen nicht schwer. Allerdings komm ich gedanklich nicht weiter, wenn es um abstrakte Mengen geht. Woher soll ich wissen,dass das neue Element in der Menge ist? Oft kann man das ja an der gleichen Form erkennen,aber was wenn nicht.
Ein Beispiel: G abelsche Gruppe, A,B Untergruppen von G. Nun ist zu zeigen, ob A geschnitten B Untergruppe ist.
Neutrales und Inverses kann man ja sehr schnell abhacken. Aber wie sieht das hier mit der Abgeschlossenheit aus?
glg
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Sina86

Sina86

16:40 Uhr, 24.08.2012

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Hi,

nun, klar, das ist immer eine kleine Kunst und es gibt keinen Lösungsweg, der immer funktioniert. Deswegen denkt man am besten gar nicht so lange nach, sondern schreibt erst einmal auf, was gilt. Seien also n,mAB, dann gilt: n,mA und n,mB. Das ist erst einmal klar.

Was weißt du nun? A und B sind Untergruppen (das ist hier sehr wichtig), welche Eigenschaft erfüllen diese Mengen dann?

Gruß
Sina
Frage beantwortet
loluni

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13:34 Uhr, 31.08.2012

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hey sina,
vielen lieben dank für deine antwort!auch wenn meine jetzt sehr spät kommt.... du hast mir sehr geholfen.
LSG: Wegen A und B Untergruppen sind A und B abgeschlossen.
Demnach sind auch n+m element A und n+m element B.
Folglich ist n+m element A geschnitten B.
loluni

loluni aktiv_icon

13:51 Uhr, 31.08.2012

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jetzt hab ich aber wieder ne frage...wie ist das wenn wir von der vereinigung der gruppen A und B sprechen??
ich hab da mal drei Fälle unterschieden:
Seien a,b element A vereinigt B
Dann 1)a,b element A oder a,b element B
dieser fall ist klar, dann wäre a+b auch element A vereinigt B
2)a element A und b element B
Was jetzt? wenn ich die beiden addiere sind die dann immer noch in A vereinigt B??
3) analog zu 2) nur andersrum
Antwort
hagman

hagman aktiv_icon

15:17 Uhr, 31.08.2012

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Im allgemeinen ist AB keine Untergruppe.
Wenn weder AB noch BA, dann kann man ein aA\B und ein bB\A finden.
Setze c=a+b (oder ab im allgemeineren Fall nicht-abelscher Gruppen).
Wäre cA, so auch b=c-aA, Widerspruch.
Wäre cB, so auch a=c-bB, Widerspruch.
Also gilt cAB.

-
Hier ist das allgemeine Prinzip für "abstrakt" definierte Untergruppen vielleicht klar geworden: Wenn HG dadurch definiert ist, dass gH genau dann, wenn eine Eigenschaft Φ(g) gilt, dann muss man halt einen Satz beweisen, dass aus Φ(a) und Φ(b) stets Φ(ab) folgt.

Beispiel:
Sei A die Menge derjenigen ganzen Zahlen, die als Summe zweier Quadrate geschrieben werden können. A={n|x,y:n=x2+y2}
Zeige dass A multiplikativ agbeschlossen ist (allerdings ist A keine Gruppe).
Man geht also von n,mA aus und will mnA zeigen.
Dann gibt es also x,y,u,v mit n=x2+y2,m=u2+v2.
Ist es möglich, hieraus ganze Zahlen r,s zu finden, so dass mn=r2+s2 gilt?
Das gilt es zu zeigen, wenn man A auf Abgeschlossenheit prüfen will.
Und das ist in diesem Fall ein wenig tricky und hat praktisch überhaupt nichts mit der multiplikativen Struktur in zu tun.
(Tipp: Betrachte eher die Multiplikation in mit den Zahlen x+iy und u+iv)
Somit dürfte klar sein, dass es wirklich kein "allgemeingültiges" Rezept gibt.
Antwort
Sina86

Sina86

15:26 Uhr, 31.08.2012

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Ok, also du hast das Problem schon selber erkannt. Im Allgemeinen ist es gar nicht sinnvoll von der Vereinigung zweier Gruppen zu sprechen, da 2 Gruppen verschiedene Verknüpfungen tragen und somit keine sinnvolle Verknüpfung zwischen Elementen dieser Gruppe erklärt sind. Du kannst höchstens sagen, dass wenn G eine Gruppe und H,KG Untergruppen sind, was dann mit L:=HK ist (jetzt sind Verknüpfungen erklärt).

Die Existenz vom neutralen Element und Inversen ist klar. Das Problem ist die Abgeschlossenheit. Wenn L abgeschlossen ist, dann ist für hH,kK also h+kL (die anderen Fälle sind trivial), also h+kH oder h+kK. Ist h+kH, so ist auch (-h)+h+k=kH und somit kHK. Analog erhält man im anderen Fall hHK. Das macht nur Sinn, wenn KH oder HK ist.
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