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No commits in common. "d70782cc9fc49779b66b161127d4bce511ae813a" and "ee43410601fa7f3b01f6e651cf8904ddfe5a3880" have entirely different histories.
d70782cc9f
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ee43410601
Binary file not shown.
@ -55,8 +55,6 @@
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%% — body/ska/ska4.tex;
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%% — body/ska/ska4.tex;
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%% — body/ska/ska5.tex;
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%% |
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%% — body/quizzes/quiz1.tex;
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%% — body/quizzes/quiz1.tex;
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%% |
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%% — body/quizzes/quiz2.tex;
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%% — body/quizzes/quiz2.tex;
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@ -4447,559 +4445,6 @@ für $a,b\in\intgr$.
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Das heißt das Induktionsargument ist faul,
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Das heißt das Induktionsargument ist faul,
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weil der Schritt $1\rightsquigarrow 2$ implizit übersprungen wird.
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weil der Schritt $1\rightsquigarrow 2$ implizit übersprungen wird.
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%% ********************************************************************************
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%% FILE: body/ska/ska5.tex
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%% ********************************************************************************
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\setcounternach{chapter}{5}
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\chapter[Woche 5]{Woche 5}
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\label{ska:5}
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%% SKA 5-2
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\let\altsectionname\sectionname
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\def\sectionname{SKA}
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\setcounternach{section}{2}
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\section[Aufgabe 2]{}
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\label{ska:5:ex:2}
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\let\sectionname\altsectionname
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Betrachtet sei die Teilbarkeitsrelation $(\intgr,\divides)$.
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Wir prüfen, welche Axiome erfüllt sind und beurteilen aufgrund dessen,
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ob es sich um eine Äquivalenzrelation, partielle Ordnung, Abbildung, usw. handelt.
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\begin{kompaktenum}[\rtab][\rtab]
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\item[\uwave{{\bfseries Reflexivität:}}]
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Sei $a\in\intgr$ beliebig.
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\textbf{Zu prüfen:} $a\divides a$?\\
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Es gilt $a=1\cdot a$ und $1\in\intgr$.\\
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Darum gilt $a\divides a$.\\
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Also ist $(\intgr,\divides)$ \fbox{reflexiv}.
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\item[\uwave{{\bfseries Symmetrie:}}]
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Betrachte bspw. $2,10\in\intgr$.\\
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Es gilt $2\divides 10$ aber $10\ndivides 2$.\\
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Darum ist $(\intgr,\divides)$ \fbox{nicht symmetrisch}.
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\item[\uwave{{\bfseries Antisymmetrie:}}]
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Betrachte bspw. $2,-2\in\intgr$.\\
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Es gelten $2\divides -2$ und $-2\divides 2$, aber $2\neq -2$.\\
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Darum ist $(\intgr,\divides)$ \fbox{nicht antisymmetrisch}.
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\item[\uwave{{\bfseries Transitivität:}}]
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Seien, $a,b,c\in\intgr$.
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\textbf{Zu prüfen:} ($a\divides b$ und $b\divides c$) $\Rightarrow$ $a\divides c$?\\
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Es gilt:
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\begin{mathe}[mc]{rcl}
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a\divides b\,\text{und}\,b\divides c
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&\Longleftrightarrow
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&\exists{k,j\in\intgr:~}c=kb,\,b=ja\\
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&\Longrightarrow
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&\exists{k,j\in\intgr:~}c=(kj)a\\
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&\Longrightarrow
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&\exists{m\in\intgr:~}c=ma\\
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&\Longleftrightarrow
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&a\divides c.\\
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\end{mathe}
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Also ist $(\intgr,\divides)$ \fbox{transitiv}.
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\item[\uwave{{\bfseries Totalität:}}]
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Betrachte bspw. $5,7\in\intgr$.\\
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Dann $5\ndivides 7$, $7\ndivides 5$, und $5\neq 7$.\\
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Darum ist $(\intgr,\divides)$ \fbox{nicht total}.
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\item[\uwave{{\bfseries Linkstotalität:}}]
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Sei $a\in\intgr$.
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\textbf{Zu prüfen:} $\exists{b\in\intgr:~}a\divides b$?\\
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Wegen Reflexivität gilt nun $a\divides a$.\\
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Also ist $(\intgr,\divides)$ \fbox{linkstotal}.
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\item[\uwave{{\bfseries Rechtseindeutigkeit:}}]
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Betrachte bspw. $2,10,100\in\intgr$.\\
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Es gilt $2\divides 10$ und $2\divides 100$, aber $10\neq 100$.\\
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Darum ist $(\intgr,\divides)$ \fbox{nicht rechtseindeutig}.
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\end{kompaktenum}
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Daraus folgt, dass $(\intgr,\divides)$
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weder
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eine Äquivalenzrelation
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noch
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eine (lineare) Ordnungsrelation
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noch
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eine partielle Ordnungsrelation
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ist.
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Und es gibt keine Funktion ${f:\intgr\to\intgr}$,
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so dass $\graph(f)=\divides$.
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\textbf{Bemerkung:} Man kann aber zeigen, das die Beschränkungen
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$(\ntrlzero,\divides)$
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und $(\ntrlpos,\divides)$
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zusätzlich Antisymmetrie aufweisen,
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sodass diese partielle Ordnungsrelationen sind.
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%% SKA 5-3
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\let\altsectionname\sectionname
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\def\sectionname{SKA}
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\setcounternach{section}{3}
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\section[Aufgabe 3]{}
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\label{ska:5:ex:3}
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\let\sectionname\altsectionname
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Seien $a,b\in\intgr$ mit $b>0$.
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Um $a$ durch $b$ (mit Rest) zu teilen,
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setzt man
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\begin{mathe}[mc]{rcl}
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q &:= &[a/b] \in\intgr\\
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r &:= &a-b\cdot q\in\intgr.\\
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\end{mathe}
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wobei ${[\cdot]:\reell\to\intgr}$ die Gaußklammerfunktion ist,
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die reelle Zahlen \emph{abrundet}.
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Per Definition gilt
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\begin{mathe}[mc]{rcccl}
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q &\leq &a/b &< &q+1\\
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\end{mathe}
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also
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\begin{mathe}[mc]{rcccl}
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0 &\leq &a-b\cdot q &< &b\\
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\end{mathe}
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Darum $r\in\{0,1,\ldots,b-1\}$.
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Um dies aber \emph{per Hand} bzw. im Kopf zu machen,
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verwendet man iterative Algorithmen,
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die aus Schritten besteht:
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$a$ und $b$ durch »einfachere« Zahlen ersetzen;
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mit einfacheren Zahlen teilen;
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Nachjustieren.
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Welche Methode auch immer man anwendet hat dies mit \fbox{dem Existenz-Teil} des Beweises zu tun.
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%% SKA 5-4
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\let\altsectionname\sectionname
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\def\sectionname{SKA}
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\setcounternach{section}{4}
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\section[Aufgabe 4]{}
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\label{ska:5:ex:4}
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\let\sectionname\altsectionname
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\begin{claim}
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\makelabel{claim:main:ska:5:ex:4}
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Es gilt
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\begin{kompaktenum}{\bfseries (i)}[\rtab][\rtab]
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\item\punktlabel{1}
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$\ggT(a,b)=\ggT(b,a)$;
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||||||
\item\punktlabel{2}
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||||||
$\ggT(a,b)=\ggT(|a|,|b|)$;
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|
||||||
\item\punktlabel{3}
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||||||
$\ggT(a,0)=\ggT(0,a)=|a|$, solange $a\neq 0$;
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|
||||||
\item\punktlabel{4}
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$\ggT(ca,cb)=|c|\ggT(a,b)$, solange $b,c\neq 0$;
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\end{kompaktenum}
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für $a,b,c\in\intgr$.
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\end{claim}
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\begin{einzug}[\rtab][\rtab]
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\begin{proof}
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\uline{\bfseries \punktcref{1}:}
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Es gilt
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$\ggT(a,b)
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=\max\{d\in\ntrlpos\mid d\divides a,b\}
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=\max\{d\in\ntrlpos\mid d\divides b,a\}
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=\ggT(b,a)$.
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\uline{\bfseries \punktcref{2}:}
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Sei $d,x\in\intgr$. Dann ist es einfach zu sehen,
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dass $d\divides x\Leftrightarrow d\divides|x|$.\\
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Darum gilt
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$\ggT(a,b)
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||||||
=\max\{d\in\ntrlpos\mid d\divides a,b\}
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||||||
=\max\{d\in\ntrlpos\mid d\divides |a|,|b|\}
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||||||
=\ggT(|a|,|b|)$.
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\uline{\bfseries \punktcref{3}:}
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Laut \punktcref{1} reicht es aus \textbf{zu zeigen} $\ggT(a,0)=|a|$.\\
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Es gilt $\ggT(a,0)=\max D$, wobei $D:=\{d\in\ntrl\mid d\divides a,0\}$.\\
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(I) Setze $d_{0}:=|a|$. Offensichtlich gilt $d_{0}\divides a,0$.\\
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(II) Für alle $d\in\ntrlpos$ gilt
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$d\divides a$
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$\Rightarrow$ $|\frac{a}{d}|\geq 1$
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$\Rightarrow$ $d\leq|a|=d_{0}$.\\
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(III) Für alle $d\in\ntrlpos$ gilt $d\divides 0$.\\
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Zusammengefasst,
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\begin{mathe}[mc]{rcccccl}
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d_{0}
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&\textoverset{(I)}{\in}
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&D
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&\textoverset{(III)}{=}
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&\{d\in\ntrlpos\mid d\divides a\}
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||||||
&\textoverset{(II)}{\subseteq}
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&\{d\in\ntrlpos\mid d\leq d_{0}
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\end{mathe}
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woraus sich ergibt, dass $d_{0}\leq\max D\leq d_{0}$.
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Also $\ggT(a,0)=\max D=d_{0}=|a|$.
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||||||
\uline{\bfseries \punktcref{4}:}
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Setze $d_{1}:=\ggT(a,b)$ und $d_{2}:=\ggT(ca,cb)$.
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\textbf{Zu zeigen:} $d_{2}=|c|d_{1}$.\\
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Wir zeigen dies durch zwei Ungleichungen.\\
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Es gilt
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\begin{mathe}[mc]{rcl}
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d_{1}\divides a,b
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&\Longleftrightarrow
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&\exists{k,j\in\intgr}a=kd_{1}\,\text{und}\,b=jd_{1}\\
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||||||
&\Longleftrightarrow
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||||||
&\exists{k,j\in\intgr}ca=kcd_{1}\,\text{und}\,cb=jcd_{1}\\
|
|
||||||
&\Longleftrightarrow
|
|
||||||
&\exists{k,j\in\intgr}ca=k|c|d_{1}\,\text{und}\,cb=j|c|d_{1}\\
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||||||
&&\text{da manz.\,B. $k$ durch $-k$ ersetzen kann}\\
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||||||
&\Longleftrightarrow
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&|c|d_{1}\divides ca,cb\\
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\end{mathe}
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Per Maximalität von $d_{2}$ unter den positiven Teilern,
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folgt \fbox{$|c|d_{1}\leq d_{2}$}.\\
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Andererseits existieren nach dem \emph{Lemma von B\'ezout}
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$u,v\in\intgr$, so dass
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\begin{mathe}[mc]{rcl}
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d_{1}=\ggT(a,b) &= &ua+vb\\
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\end{mathe}
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woraus sich ergibt, dass
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\begin{mathe}[mc]{rcl}
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\eqtag[eq:1:\beweislabel]
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\frac{|c|d_{1}}{d_{2}} &= &\underbrace{%
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\textstyle\pm u\frac{ca}{d_{2}}+\pm v\frac{cb}{d_{2}}
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}_{=:w}\\
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||||||
\end{mathe}
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Da $d_{2}\divides ca,cb$ ist die rechte Seite von \eqcref{eq:1:\beweislabel} in $\intgr$.
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Und da $|c|,d_{1},d_{2}>0$, ist die linke Seite von \eqcref{eq:1:\beweislabel} strikt positiv,
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sodass $w\geq 1$ gilt.
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Darum \fbox{$|c|d_{1}=w\cdot d_{2}\geq 1\cdot d_{2}$}.
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\end{proof}
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\end{einzug}
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\textbf{Bemerkung.}
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Ohne das \emph{Lemma von B\'ezout} ist ein Beweis vom Letzten Punkt praktisch unmachbar.
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%% SKA 5-5
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\let\altsectionname\sectionname
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\def\sectionname{SKA}
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\setcounternach{section}{5}
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\section[Aufgabe 5]{}
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\label{ska:5:ex:5}
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\let\sectionname\altsectionname
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Seien $a=57$ und $b=21$.
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Dann gilt $a=qb+r$, wobei $q=2$ und \fbox{$r=15$}.
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Es gilt
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$\ggT(a,b)=3$\footnote{%
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weil $r=3\cdot 5$ und $3,5\in\mathbb{P}$ und nur $3\divides 57$ gilt.
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}
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||||||
und
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||||||
$\ggT(b,r)=3$\footnote{%
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|
||||||
weil $r=3\cdot 5$ und $3,5\in\mathbb{P}$ und nur $3\divides 21$ gilt.
|
|
||||||
}
|
|
||||||
Also gilt $\ggT(a,b)=\ggT(b,\modfn(a,b))$,
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|
||||||
genau wie \cite[Lemma 3.4.5]{sinn2020} allgemein besagt.
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||||||
%% SKA 5-6
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||||||
\let\altsectionname\sectionname
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\def\sectionname{SKA}
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||||||
\setcounternach{section}{6}
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||||||
\section[Aufgabe 6]{}
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\label{ska:5:ex:6}
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||||||
\let\sectionname\altsectionname
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||||||
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Für jeden Fall berechnen wir $\ggT(a,b)$ mittels des Euklidischen Algorithmus
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(siehe \cite[Satz 3.4.7]{sinn2020}).
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\begin{longtable}[mc]{|cc|c|c|}
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\hline
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\hline
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$a$ &$b$ &Restberechnung (symbolisch) &Restberechnung (Werte)\\
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\hline
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||||||
\endhead
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$1529$ &$170$ &$a = b\cdot q_{1} + r_{1}$ &$1529 = 170\cdot 8 + 169$\\
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||||||
&&$b = r_{1}\cdot q_{2} + r_{2}$ &$170 = 169\cdot 1 + \boxed{1}$\\
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|
||||||
&&$r_{1} = r_{2}\cdot q_{3} + r_{3}$ &$169 = 1\cdot 169 + 0$\\
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|
||||||
\hline
|
|
||||||
$13758$ &$21$ &$a = b\cdot q_{1} + r_{1}$ &$13758 = 21\cdot 655 + \boxed{3}$\\
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||||||
&&$b = r_{1}\cdot q_{2} + r_{2}$ &$21 = 3\cdot 7 + 0$\\
|
|
||||||
\hline
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|
||||||
$210$ &$45$ &$a = b\cdot q_{1} + r_{1}$ &$210 = 45\cdot 4 + 30$\\
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|
||||||
&&$b = r_{1}\cdot q_{2} + r_{2}$ &$45 = 30\cdot 1 + \boxed{15}$\\
|
|
||||||
&&$r_{1} = r_{2}\cdot q_{3} + r_{3}$ &$30 = 15\cdot 2 + 0$\\
|
|
||||||
\hline
|
|
||||||
$1209$ &$102$ &$a = b\cdot q_{1} + r_{1}$ &$1209 = 102\cdot 11 + 87$\\
|
|
||||||
&&$b = r_{1}\cdot q_{2} + r_{2}$ &$102 = 87\cdot 1 + 15$\\
|
|
||||||
&&$r_{1} = r_{2}\cdot q_{3} + r_{3}$ &$87 = 15\cdot 5 + 12$\\
|
|
||||||
&&$r_{2} = r_{3}\cdot q_{4} + r_{4}$ &$15 = 12\cdot 1 + \boxed{3}$\\
|
|
||||||
&&$r_{3} = r_{4}\cdot q_{5} + r_{5}$ &$12 = 3\cdot 4 + 0$\\
|
|
||||||
\hline
|
|
||||||
\hline
|
|
||||||
\end{longtable}
|
|
||||||
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||||||
%% SKA 5-7
|
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||||||
\let\altsectionname\sectionname
|
|
||||||
\def\sectionname{SKA}
|
|
||||||
\setcounternach{section}{7}
|
|
||||||
\section[Aufgabe 7]{}
|
|
||||||
\label{ska:5:ex:7}
|
|
||||||
\let\sectionname\altsectionname
|
|
||||||
|
|
||||||
%% SKA 5-8
|
|
||||||
\let\altsectionname\sectionname
|
|
||||||
\def\sectionname{SKA}
|
|
||||||
\setcounternach{section}{8}
|
|
||||||
\section[Aufgabe 8]{}
|
|
||||||
\label{ska:5:ex:8}
|
|
||||||
\let\sectionname\altsectionname
|
|
||||||
|
|
||||||
Das Lemma von B\'ezout wird mittels des \fbox{Euklidischen Algorithmus} bewiesen.\\
|
|
||||||
Korollar 3.4.10 baut darauf und charakterisiert, wann zwei Zahlen teilerfremd sind.\\
|
|
||||||
Lemma 3.4.12 baut darauf und zeigt $\forall{i:~}b,a_{i}\,\text{teilerfremd}\Rightarrow b,\prod_{i=1}^{n}a\,\text{teilerfremd}$.\\
|
|
||||||
Satz 3.4.14 baut darauf und zeigt $p\divides\prod_{i=1}^{n}a_{i}\Rightarrow \exists{i:~}p\divides a_{i}$ für $p$ prim.
|
|
||||||
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|
||||||
Dieses letzte Ergebnis wird im Induktionsargument instrumentalisiert,
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||||||
um Primzerlegungen der Länge $k,l$ auf Primfaktorzerlegungen der Länge $k-1,l-1$ zu reduzieren,
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|
||||||
um das Induktionsargument voranzubringen.
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|
||||||
|
|
||||||
\begin{rem}
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In der Algebra gibt es zwei Begriffe, die bei gewöhnlichen Primzahlen, sich anwenden lassen:
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\emph{Irriduzibilität} und \emph{prim}.
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Die Definition in abstrakten Kontexten von \emph{prim} entspricht der Eigenschaft in \cite[Satz 3.4.14]{sinn2020},
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während \emph{Irriduzibilität} eher sich auf die Teilbarkeit bezieht.
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Etwas »Zufälligerweise« handelt es sich bei $\intgr$ um eine Art von Struktur,
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in der diese zwei Konzepte zusammenfallen.
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Wie in fast allen technischen Bereichen sollte man auf solche »Zufälligkeiten« achten:
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Irgendwann befindet man sich in einer Situation,
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wo man feiner unterscheiden muss und es nicht mehr selbstverständlich ist,
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zwei Konzepte als identisch zu behandeln.
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\end{rem}
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%% SKA 5-10
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\let\altsectionname\sectionname
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\def\sectionname{SKA}
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\setcounternach{section}{10}
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\section[Aufgabe 10]{}
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\label{ska:5:ex:10}
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||||||
\let\sectionname\altsectionname
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||||||
Siehe \cite[Satz 3.5.1]{sinn2020}.
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Hier eine Alternative:\\
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Für $r=0$ setze man $q_{r}:=1$ und $p_{r}:=0$.
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Und für alle anderen rationalen Zahlen, $r\in\rtnl\ohne\{0\}$, wähle
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\begin{mathe}[mc]{rcl}
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q_{r} &:= &\min\overbrace{%
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\{n\in\ntrlpos\mid q_{r}\cdot r\in\intgr\}
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}^{D(r)}\in\ntrlpos\\
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p_{r} &:= &q_{r}\cdot r\in\intgr.\\
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\end{mathe}
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Da $r$ ration ist, ist $D(r)$ per Definition nicht leer.
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Darum ist die Wahl von $q_{r}$ und $p_{r}$ wohldefiniert
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und per Konstruktion gilt $p_{r}/q_{r}=r$.
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(Für $r=0$ gilt ebenfalls offensichtlich $p_{r}/q_{r}=r$.)
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Damit haben wir die Existenz einer kanonischen Darstellung begründet.
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Stimmt dies mit der Konstruktion im \cite[Satz 3.5.1]{sinn2020} überein?
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Für $r=0$ gilt offensichtlich $\ggT(p_{r},q_{r})=1$.
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||||||
Für $r\in\rtnl\ohne\{0\}$ gilt $d:=\ggT(p_{r},q_{r})=1$,
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||||||
denn sonst wäre $\frac{q_{r}}{d}$ eine positive natürliche Zahl in $D(r)$,
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da $\frac{q_{r}}{d}\cdot r=\frac{q_{r}\cdot r}{d}=\frac{p_{r}}{d}\in\intgr$,
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||||||
während $\frac{q_{r}}{d}<q_{r}$ (strikt),
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was ein Widerspruch zur Minimalität ist.
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||||||
Darum entspricht unserer Darstellung der im \cite[Satz 3.5.1]{sinn2020}.
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%% SKA 5-12
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||||||
\let\altsectionname\sectionname
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||||||
\def\sectionname{SKA}
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||||||
\setcounternach{section}{12}
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||||||
\section[Aufgabe 12]{}
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||||||
\label{ska:5:ex:12}
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||||||
\let\sectionname\altsectionname
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||||||
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||||||
\begin{claim*}[vgl. {\cite[Satz 3.5.3]{sinn2020}}]
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||||||
Sei $p\in\mathbb{P}$ eine Primzahl.
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Dann $\nexists{x\in\rtnl:~}x^{2}=p$.
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\end{claim*}
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\begin{einzug}[\rtab][\rtab]
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\begin{proof}
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||||||
Angenommen, dies sei nicht der Fall.
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||||||
Dann existieren $a\in\intgr$ und $b\in\ntrlpos$ mit $(\frac{a}{b})^{2}=p$.
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||||||
Wir konstruieren nun per Rekursion eine Folge
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$((a_{n},b_{n}))_{n\in\ntrlpos}\subseteq\intgr\times\ntrlpos$
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mit der Eigenschaft,
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dass
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$(\frac{a_{n}}{b_{n}})^{2}=p$
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||||||
und $(b_{n})_{n\in\ntrlpos}$ strikt monoton absteigend ist:
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\begin{kompaktitem}
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\item
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||||||
Setze $a_{0}:=a$ und $b_{0}=b$.
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||||||
Offensichtlich gilt per Wahl $(\frac{a_{n}}{b_{n}})^{2}=p$.
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||||||
\item
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||||||
Sei $n>0$.
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Angenommen, wir haben bereits
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$((a_{k},b_{k}))_{k=0}^{n-1}$
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||||||
konstruiert.
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||||||
Aus $(\frac{a_{n}}{b_{n}})^{2}=p$
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||||||
folgt nun $a_{n}^{2}=pb_{n}^{2}$.
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||||||
Daraus folgt
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${p\divides a_{n}\cdot a_{n}}$
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||||||
und damit gilt (vgl. \cite[Satz 3.4.14]{sinn2020})
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||||||
${p\divides a_{n}}$,
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||||||
weil $p$ prim ist.
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||||||
Da $b_{n}^{2}=p\cdot(\frac{a_{n}}{p})^{2}$
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||||||
und da $\frac{a_{n}}{p}\in\intgr$,
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||||||
erhalten wir ebenfalls
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||||||
${p\divides b_{n}\cdot b_{n}}$
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||||||
und wiederum ${p\divides b_{n}}$.
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||||||
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||||||
Setze also $a_{n+1}:=\frac{a_{n}}{p}$ und $b_{n+1}:=\frac{b_{n}}{p}$.
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||||||
Dann wie oben gezeigt wurde, gilt $a_{n+1}\in\intgr$
|
|
||||||
und $b_{n+1}\in\ntrlpos$.
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||||||
Offensichtlich gilt $(\frac{a_{n+1}}{b_{n+1}})^{2}=(\frac{a_{n}}{b_{n}})^{2}=p$.
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|
||||||
Und, da $p>1$, gilt $b_{n+1}<b_{n}$.
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||||||
\end{kompaktitem}
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||||||
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||||||
Darum funktioniert die rekursive Konstruktion.
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|
||||||
Da nun $(b_{n})_{n\in\ntrlpos}\subseteq\ntrlpos$
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eine strikt monoton absteigende Folge ist,
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||||||
haben wir einen Widerspruch erreicht,
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||||||
weil $(\ntrlpos,\leq)$ eine Wohlordnungsrelation ist.
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\end{proof}
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||||||
\end{einzug}
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||||||
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%% SKA 5-13
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\let\altsectionname\sectionname
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||||||
\def\sectionname{SKA}
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||||||
\setcounternach{section}{13}
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||||||
\section[Aufgabe 13]{}
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||||||
\label{ska:5:ex:13}
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||||||
\let\sectionname\altsectionname
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||||||
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||||||
\begin{claim*}[vgl. {\cite[Satz 3.5.5]{sinn2020}}]
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||||||
Seien $a,b,c\in\reell$ mit $a\neq 0$.
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||||||
Dann existiert eine Nullstelle von $ax^{2}+bx+c$
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gdw. $\Delta\geq 0$,
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||||||
wobei $\Delta:=b^{2}-4ac$.
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\end{claim*}
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||||||
\begin{einzug}[\rtab][\rtab]
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\begin{proof}
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Zunächst berechnen wir eine Umformung: Sei $x\in\reell$.
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Dann
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\begin{mathe}[mc]{rcl}
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\eqtag[eq:1:ska:5:ex:13]
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ax^{2}+bx+c=0
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||||||
&\Longleftrightarrow
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&4a(ax^{2}+bx+c)=0
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||||||
\quad\text{da $a\neq 0$}\\
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||||||
&\Longleftrightarrow
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||||||
&(2ax)^{2}+2b(2ax)+b^{2}=b^{2}-4ac\\
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||||||
&\Longleftrightarrow
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||||||
&(2ax+b)^{2}=\Delta.\\
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||||||
\end{mathe}
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||||||
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||||||
Falls $\Delta\geq 0$,
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|
||||||
so existiert ein $\sqrt{\Delta}\geq 0$ mit $\sqrt{\Delta}^{2}=\Delta$.
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||||||
Darum gilt
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\begin{mathe}[mc]{rcccccl}
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||||||
ax^{2}+bx+c=0
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||||||
&\eqcrefoverset{eq:1:ska:5:ex:13}{\Longleftrightarrow}
|
|
||||||
&(2ax+b)^{2}=\Delta
|
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||||||
&\Longleftrightarrow
|
|
||||||
&2ax+b=\pm\sqrt{\Delta}
|
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||||||
&\Longleftrightarrow
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||||||
&x=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}\\
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||||||
\end{mathe}
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||||||
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||||||
für alle $x\in\reell$.
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|
||||||
Das heißt, falls $\Delta\geq 0$, hat das Polynom reellwertige Nullstellen,
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|
||||||
und zwar sind die Nullstellen durch $\{\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}\}$ gegeben.
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||||||
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||||||
Falls $\Delta<0$, so existieren keine Nullstellen.
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||||||
Angenommen, dies sei nicht der Fall.
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||||||
Fixiere eine Lösung $x\in\reell$ und setze $\alpha:=2ax+b\in\reell$.
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||||||
Aus \eqcref{eq:1:ska:5:ex:13} folgt nun $\Delta=\alpha^{2}$.
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|
||||||
Aber $\alpha^{2}\geq 0$ für alle $\alpha\in\reell$.
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||||||
Dies ist ein Widerspruch.
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||||||
\end{proof}
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|
||||||
\end{einzug}
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||||||
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%% SKA 5-14
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||||||
\let\altsectionname\sectionname
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||||||
\def\sectionname{SKA}
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||||||
\setcounternach{section}{14}
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||||||
\section[Aufgabe 14]{}
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||||||
\label{ska:5:ex:14}
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||||||
\let\sectionname\altsectionname
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||||||
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||||||
Die Gruppe von Bijektionen von $\{1,2\}$ auf $\{1,2\}$ entspricht der Permutationsgruppe $S_{2}$.
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Dies hat $2!=2$ Elemente:
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\begin{mathe}[mc]{rcl}
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e &:= &\text{Funktion, die alles fixiert}\\
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||||||
(1\,2) &:= &\text{Funktion, die $1$ und $2$ tauscht}\\
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||||||
\end{mathe}
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||||||
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Die Gruppentafel sieht folgendermaßen aus:
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\begin{longtable}{|CC|CC|}
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\hline
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||||||
\hline
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&&\multicolumn{2}{C|}{h}\\
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&gh &e &(1\,2)\\
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||||||
\hline
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||||||
\multirow{2}{*}{g}
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||||||
&e &e &(1\,2)\\
|
|
||||||
&(1\,2) &(1\,2) &e\\
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||||||
\hline
|
|
||||||
\hline
|
|
||||||
\end{longtable}
|
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||||||
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|
||||||
Die Gruppe von Bijektionen von $\{1,2,3\}$ auf $\{1,2,3\}$ entspricht der Permutationsgruppe $S_{3}$.
|
|
||||||
Dies hat $3!=6$ Elemente:
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||||||
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||||||
\begin{mathe}[mc]{rcl}
|
|
||||||
e &:= &\text{Funktion, die alles fixiert}\\
|
|
||||||
(1\,2) &:= &\text{Funktion, die $1$ und $2$ tauscht}\\
|
|
||||||
(1\,3) &:= &\text{Funktion, die $1$ und $3$ tauscht}\\
|
|
||||||
(2\,3) &:= &\text{Funktion, die $2$ und $3$ tauscht}\\
|
|
||||||
(1\,2\,3) &:= &\text{Funktion, die $1\mapsto 2\mapsto 3\mapsto 1$ abbildet}\\
|
|
||||||
(1\,3\,2) &:= &\text{Funktion, die $1\mapsto 3\mapsto 2\mapsto 1$ abbildet}\\
|
|
||||||
\end{mathe}
|
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||||||
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||||||
Die Gruppentafel sieht folgendermaßen aus:
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||||||
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||||||
({\itshape Unter Arbeit})
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%% SKA 5-15
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\let\altsectionname\sectionname
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\def\sectionname{SKA}
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\setcounternach{section}{15}
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||||||
\section[Aufgabe 15]{}
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||||||
\label{ska:5:ex:15}
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||||||
\let\sectionname\altsectionname
|
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||||||
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Die erste Gruppe, $S_{2}$, ist kommutativ (»abelsch«). Das lässt sich daran erkennen, dass die Tafel symmetrisch ist.
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||||||
Die zweite Gruppe, $S_{3}$, ist kommutativ (»abelsch«). Das lässt sich daran erkennen, dass die Tafel nicht symmetrisch ist.
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||||||
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\setcounternach{part}{3}
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\setcounternach{part}{3}
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\part{Quizzes}
|
\part{Quizzes}
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@ -4,29 +4,7 @@
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||||||
- ( ) allgemeine Ankündigungen
|
- ( ) allgemeine Ankündigungen
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||||||
- Erinnerung an Beschlüsse aus der letzten Woche
|
- Erinnerung an Beschlüsse aus der letzten Woche
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||||||
- Kommentare in ÜB werden wegen Zeitaufwand ggf. kürzer
|
- ( ) Präsentation von **SKA 4 / SKA 5 / ÜB 3** von den Gruppen:
|
||||||
- ( ) ggf. Präsentation von **SKA 4 / SKA 5 / ÜB 3** von den Gruppen?
|
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||||||
- ( ) SKA 5: / Zusammenarbeit / Breakout-Rooms (---> Umfrage!)
|
- ( ) SKA 5: / Zusammenarbeit / Breakout-Rooms (---> Umfrage!)
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||||||
- ( ) ÜB 3
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- ( ) ÜB 3
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||||||
- A1: Lösung als Menge angeben, nicht einfach einen (parameterisierten) Lösungvektor schreiben.
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- ( ) VL-Stoff
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||||||
- falsche Schreibweise von Lösung:
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||||||
- Lin{v1, v2} ∩ Lin{w1, w2} = t·(1 1 1)ᵀ
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||||||
- Lin{v1, v2} ∩ Lin{w1, w2} = t·(1 1 1)ᵀ, t ∈ ℝ
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||||||
- schwacher Ansatz, der nur zufälligerweise in 3d, nicht benutzen, sondern Matrix/Linalg Methoden.
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||||||
- A2:
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||||||
- Schreibweise von Mengen, Elementen aus Mengen
|
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||||||
- ⋀, und, ∩
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||||||
- ⋁, oder, ∪
|
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||||||
- nur ⟹ (also, somit, usw.), aber ⟺ benötigt (bzw. beide Richtungen).
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||||||
- in Gegenbsp. Werte den genannten Unbekannten auch zuordnen!
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||||||
- „Sei x ...“ bevor Verwendung
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||||||
- A3:
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||||||
- falsche isolierte Sicht: surj, inj, bij schließen sich nicht gegenseitig aus.
|
|
||||||
- „ist bij., weil jedem y exakt ein x zugeordnet werden kann“ ... ist nur die Definition, aber keine Rechtfertigung davon!
|
|
||||||
Man muss zeigen, _dass_ dies gilt.
|
|
||||||
- (a) lineare/affine Fkt sind nicht automatisch injektiv/surjektiv
|
|
||||||
- (b) war sehr gut
|
|
||||||
- (c) P(Y), nicht Y, sonst sehr gut gemacht
|
|
||||||
- (d) war sehr gut.
|
|
||||||
- ( ) VL-Stoff?
|
|
||||||
- Funktionen, Äquivalenzrelationen, p. Ordnungen, Ordnungsrelationen, Euklid/ggT/Bézout/Prim/...
|
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