TU Wien:Algebra und Diskrete Mathematik VU (diverse)/Übungen 2023W/Beispiel 405

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Sei (Γ9,∗) die Gruppe aus Bsp. 397). Man bestimme die vom Element 8‾ erzeugte Untergruppe sowie deren Nebenklassen in Γ9.

Lösungsvorschlag von neo

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U={1‾,8‾}
Assoziativität ist gegeben, da sie in ganz Γ9 gilt.

1‾∗1‾=1‾
1‾∗8‾=8‾
8‾∗1‾=8‾
8‾∗8‾=1‾
∀a,b∈U∣a∘b∈U⇒abgeschlossen

∀a∈U∃e∈U∣a∘e=e∘a=a→e=1‾⇒neutralesElement

(8‾)−1=8‾
(1‾)−1=1‾
∀a∈U∃a−1∈U∣a∘a−1=e⇒inverseElementeexistieren

Damit wäre bewiesen, dass U={1‾,8‾} die von 8‾ erzeugte Untergruppe von Γ9 ist.

Linksnebenklasse: a∘U={a∘u∣u∈U}
L1=1‾∘U={8‾,1‾}
L2=2‾∘U={7‾,2‾}
L3=4‾∘U={5‾,4‾}
L4=5‾∘U={4‾,5‾}
L5=7‾∘U={2‾,7‾}
L6=8‾∘U={1‾,8‾}

L={{8‾,1‾},{7‾,2‾},{5‾,4‾}}
Da die Restklassenmultiplikation kommutativ ist, folgt: a∘U=U∘a und daher ist die Rechtsnebenklasse gleich der Linksnebenklasse. Dies ist außerdem die Begingung dafür, dass eine Untergruppe ein Normalteiler ist. Also gilt:

U ist Normalteiler von Γ9: →U⊴Γ9