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.vscode/ltex.dictionary.de-DE.txt
vendored
16
.vscode/ltex.dictionary.de-DE.txt
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@ -151,3 +151,19 @@ Foliaten
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Koeffizientenschemata
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Koeffizientenschemata
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Gauss
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Gauss
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MSRI
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MSRI
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Galoissche
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Bourg-la-Reine
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quadratfreie
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Évariste
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Galoisschen
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Galoiserweiterungen
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Konjugation
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galoiskonjugierten
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Nichtkonstruierbarkeitsbeweisen
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Nichtkonstruierbarkeitsbeweise
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Fixkörper
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Artin
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Automorphismengruppe
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Frobeniusmorphismus
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Fixkörperkonstruktion
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Äquivalenzklassen
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6
.vscode/ltex.hiddenFalsePositives.de-DE.txt
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6
.vscode/ltex.hiddenFalsePositives.de-DE.txt
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@ -58,3 +58,9 @@
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{"rule":"DE_CASE","sentence":"^\\QFür jede Zahl \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q gilt die Gleichung \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q Die Aussage über \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q ist trivial.\\E$"}
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{"rule":"DE_CASE","sentence":"^\\QFür jede Zahl \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q gilt die Gleichung \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q Die Aussage über \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q ist trivial.\\E$"}
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{"rule":"GERMAN_WORD_REPEAT_BEGINNING_RULE","sentence":"^\\QAußerdem sind linke und rechte Seite von Gleichung \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q normiert.\\E$"}
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{"rule":"GERMAN_WORD_REPEAT_BEGINNING_RULE","sentence":"^\\QAußerdem sind linke und rechte Seite von Gleichung \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q normiert.\\E$"}
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{"rule":"GERMAN_SPELLER_RULE","sentence":"^\\QPrimzahlen der Form \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q heißen Fermatsche PrimzahlenIm August 1640 vermutete Fermat, dass alle Zahlen dieser Form (die später nach ihm benannt wurden) Primzahlen seien.\\E$"}
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{"rule":"GERMAN_SPELLER_RULE","sentence":"^\\QPrimzahlen der Form \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q heißen Fermatsche PrimzahlenIm August 1640 vermutete Fermat, dass alle Zahlen dieser Form (die später nach ihm benannt wurden) Primzahlen seien.\\E$"}
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{"rule":"DOPPELTE_SATZZEICHEN","sentence":"^\\Q?.\\E$"}
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{"rule":"DOPPELTE_SATZZEICHEN","sentence":"^\\QWorum geht es?.\\E$"}
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{"rule":"GERMAN_SPELLER_RULE","sentence":"^\\QHatten Sie sich gewundert, warum SAGE eckige Klammern verwendet und den Körper „\\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q adjungiert \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q“ mit QQ[sqrt(5)] bezeichnet?\\E$"}
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{"rule":"DOPPELTE_SATZZEICHEN","sentence":"^\\QWohin geht die Reise?.\\E$"}
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{"rule":"UPPERCASE_SENTENCE_START","sentence":"^\\Qund Mult.\\E$"}
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{"rule":"UPPERCASE_SENTENCE_START","sentence":"^\\Qquadratfrei = kein Primteiler tritt doppelt auf\\E$"}
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32
05.tex
32
05.tex
@ -101,9 +101,9 @@ verhält sich der Grad gut.
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\end{proof}
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\end{proof}
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\begin{kor}
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\begin{kor}
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Ist $R$ ein kommutativer Integritätsring und ist $n ∈ ℕ$, dann ist auch
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Ist $R$ ein kommutativer Integritätsring und ist $n ∈ ℕ$, dann ist auch der
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$R[x_1, …, x_n]$ ein kommutativer Integritätsring. Für die Gruppe der
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Polynomring $R[x_1, …, x_n]$ ein kommutativer Integritätsring. Für die Gruppe
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Einheiten gilt
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der Einheiten gilt
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\begin{equation*}
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\begin{equation*}
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R[x_1, …, x_n]^* = R^*,
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R[x_1, …, x_n]^* = R^*,
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\end{equation*}
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\end{equation*}
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@ -112,9 +112,9 @@ verhält sich der Grad gut.
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\end{kor}
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\end{kor}
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\begin{proof}
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\begin{proof}
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Die erste Aussage folgt mit Induktion aus Satz~\vref{Satz_Polynom_Grad}. Die
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Die erste Aussage folgt mit Induktion aus Satz~\vref{Satz_Polynom_Grad}. Die
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zweite Aussage folgt ebenfalls mit Induktion, sobald wir zeigen, dass
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zweite Aussage folgt ebenfalls mit Induktion, sobald wir zeigen, dass $R[x]^*
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$R[x]^* = R^*$ ist. Sei also $p ∈ R[x]^*$. Das bedeutet per Definition: es
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= R^*$ ist. Sei also $p ∈ R[x]^*$. Das bedeutet per Definition: Es existiert
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existiert ein Polynom $q$ mit $p·q = 1$. Dann folgt aber
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ein Polynom $q$ mit $p·q = 1$. Dann folgt aber
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\[
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\[
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\deg p ≤ \deg p + \deg q = \deg (p·q) = \deg 1 = 0.
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\deg p ≤ \deg p + \deg q = \deg (p·q) = \deg 1 = 0.
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\]
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\]
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@ -310,10 +310,10 @@ Alexandria} war ein griechischer Mathematiker, der wahrscheinlich im
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3.~Jahrhundert v.~Chr.~in Alexandria gelebt hat.} zurück. Der Beweis, den wir
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3.~Jahrhundert v.~Chr.~in Alexandria gelebt hat.} zurück. Der Beweis, den wir
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hier vorstellen, ist genial-elegant-modern und von Emmy
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hier vorstellen, ist genial-elegant-modern und von Emmy
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Noether\footnote{\href{https://de.wikipedia.org/wiki/Emmy_Noether}{Amalie Emmy
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Noether\footnote{\href{https://de.wikipedia.org/wiki/Emmy_Noether}{Amalie Emmy
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Noether} (Emmy war der Rufname; geb.~am 23.~März 1882 in Erlangen; gest.~am
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Noether} (Emmy war der Rufname; * 23.~März 1882 in Erlangen; † 14.~April 1935 in
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14.~April 1935 in Bryn Mawr, Pennsylvania) war eine deutsche Mathematikerin, die
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Bryn Mawr, Pennsylvania) war eine deutsche Mathematikerin, die grundlegende
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grundlegende Beiträge zur abstrakten Algebra und zur theoretischen Physik
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Beiträge zur abstrakten Algebra und zur theoretischen Physik lieferte.
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lieferte. Insbesondere hat Noether die Theorie der Ringe, Körper und Algebren
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Insbesondere hat Noether die Theorie der Ringe, Körper und Algebren
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revolutioniert. Das nach ihr benannte Noether-Theorem gibt die Verbindung
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revolutioniert. Das nach ihr benannte Noether-Theorem gibt die Verbindung
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zwischen Symmetrien von physikalischen Naturgesetzen und Erhaltungsgrößen an.}.
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zwischen Symmetrien von physikalischen Naturgesetzen und Erhaltungsgrößen an.}.
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||||||
Die Beweismethode ist heute als „Noethersche Induktion“ bekannt.
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Die Beweismethode ist heute als „Noethersche Induktion“ bekannt.
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@ -374,7 +374,7 @@ wichtig.
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\item\label{Satz_Prim_3} $p$ und $q$ sind prim und $p|q$ $⇒$
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\item\label{Satz_Prim_3} $p$ und $q$ sind prim und $p|q$ $⇒$
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$p \sim q$.
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$p \sim q$.
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\item\label{Satz_Prim_4} $p$ ist prim und $p|(a_1 ⋯ a_n)$
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\item\label{Satz_Prim_4} $p$ ist prim und $p|(a_1 ⋯ a_n)$
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$⇒$ Es existiert ein $i$ mit $p|a_i$.
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$⇒$ es existiert ein $i$ mit $p|a_i$.
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\end{enumerate}
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\end{enumerate}
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\end{satz}
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\end{satz}
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\begin{proof}
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\begin{proof}
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@ -609,7 +609,7 @@ weiteres auf Ringe.
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\begin{itemize}
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\begin{itemize}
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\item Es ist $r|v$ und $s|v$.
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\item Es ist $r|v$ und $s|v$.
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\item Für alle $t ∈ R$ gilt:, $r|t$ und $s|t$ impliziert $v|t$.
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\item Für alle $t ∈ R$ gilt: $r|t$ und $s|t$ impliziert $v|t$.
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\end{itemize}
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\end{itemize}
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Man schreibt in dieser Situation oft $v = \kgV(r,s)$\index{kgV}.
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Man schreibt in dieser Situation oft $v = \kgV(r,s)$\index{kgV}.
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\end{defn}
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\end{defn}
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@ -620,11 +620,11 @@ weiteres auf Ringe.
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\end{definition}
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\end{definition}
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||||||
\begin{warnung}
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\begin{warnung}
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||||||
Obwohl man oft von ``dem größten gemeinsamen Teiler'' spricht, ist der größte
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Obwohl man oft von „dem größten gemeinsamen Teiler“ spricht, ist der größte
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gemeinsame Teiler nicht eindeutig! Wenn $g$ ein größter gemeinsame Teiler ist
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gemeinsame Teiler nicht eindeutig! Wenn $g$ ein größter gemeinsame Teiler ist
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und $ε ∈ R^*$, dann ist auch $ε·g$ ein größter
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und $ε ∈ R^*$, dann ist auch $ε·g$ ein größter gemeinsame Teiler! Mit unserer
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gemeinsame Teiler! Mit unserer Definition ist sowohl $3 = \ggT(6,9)$ als auch
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Definition ist sowohl $3 = \ggT(6,9)$ als auch $-3 = \ggT(6,9)$. Dito für
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$-3 = \ggT(6,9)$. Dito für $\kgV$.
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$\kgV$.
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\end{warnung}
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\end{warnung}
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\begin{warnung}
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\begin{warnung}
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4
07.tex
4
07.tex
@ -163,7 +163,7 @@ Wikipedia} gibt\index{Eisenstein-Kriterium}.
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||||||
\begin{notation}
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\begin{notation}
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||||||
Ein Polynom, das die Bedingung von Satz~\ref{Satz_Eisenstein_Kriterium}
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Ein Polynom, das die Bedingung von Satz~\ref{Satz_Eisenstein_Kriterium}
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erfüllt, nennt man \emph{Eisenstein-Polynom}\index{Eisenstein-Polynom}.
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erfüllt, nennt man \emph{Eisen\-stein-Polynom}\index{Eisenstein-Polynom}.
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\end{notation}
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\end{notation}
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\begin{bsp}
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\begin{bsp}
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@ -183,7 +183,7 @@ Wikipedia} gibt\index{Eisenstein-Kriterium}.
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x_1^m+g(x_2, …, x_n) ∈ R[x_1, …, x_n]
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x_1^m+g(x_2, …, x_n) ∈ R[x_1, …, x_n]
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\end{equation*}
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\end{equation*}
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||||||
über einem faktoriellen Ring $R$ ist sicher dann irreduzibel, wenn $g(x_2, …,
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über einem faktoriellen Ring $R$ ist sicher dann irreduzibel, wenn $g(x_2, …,
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||||||
x_n) ∈ R[x_2, …, x_n]$ irreduzibel ist.
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x_n)$ als Element von $R[x_2, …, x_n]$ irreduzibel ist.
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\end{bsp}
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\end{bsp}
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2
09.tex
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09.tex
@ -4,7 +4,7 @@
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\chapter{Ideale}
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\chapter{Ideale}
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\label{chapt:09}
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\label{chapt:09}
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\section{Wohin geht die Reise}
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\section{Wohin geht die Reise?}
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Ich hatte schon am Ende des letzten Abschnittes geschrieben: um die Frage nach
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Ich hatte schon am Ende des letzten Abschnittes geschrieben: um die Frage nach
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der Konstruierbarkeit des regelmäßigen $n$-Ecks vollständig entscheiden zu
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der Konstruierbarkeit des regelmäßigen $n$-Ecks vollständig entscheiden zu
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4
10.tex
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10.tex
@ -233,8 +233,8 @@ Bilder von Idealen sind zumindest dann Ideale, wenn der Morphismus surjektiv ist
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\end{kor}
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\end{kor}
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\begin{bsp}
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\begin{bsp}
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Es sei $K$ ein Körper, es sei $I ⊆ K[x_1, …, x_n]$ ein Ideal. Dann ist
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Es sei $K$ ein Körper, es sei $I ⊆ K[x_1, …, x_n]$ ein Ideal. Dann ist der
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$K[x_1, …, x_n]/I$ noethersch.
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Quotientenring $K[x_1, …, x_n]/I$ noethersch.
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\end{bsp}
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\end{bsp}
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||||||
Der folgende Satz ist wieder eine Konsequenz der universellen Eigenschaft. Die
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Der folgende Satz ist wieder eine Konsequenz der universellen Eigenschaft. Die
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2
12.tex
2
12.tex
@ -23,7 +23,7 @@ beweist man mit analytischen Methoden, dass jedes Polynom $f ∈ ℝ[x]$ eine
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komplexe Nullstelle besitzt -- und auch jedes komplexe Polynom $f ∈ ℝ[x]$
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komplexe Nullstelle besitzt -- und auch jedes komplexe Polynom $f ∈ ℝ[x]$
|
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besitzt eine komplexe Nullstelle. Das führt dazu, dass jedes Polynom in $ℂ[x]$
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besitzt eine komplexe Nullstelle. Das führt dazu, dass jedes Polynom in $ℂ[x]$
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||||||
als Produkt von linearen Polynome geschrieben werden kann. Man sagt: „Die
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als Produkt von linearen Polynome geschrieben werden kann. Man sagt: „Die
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||||||
komplexen Zahlen sind algebraisch abgeschlossen.“. Wir werden später sehen, was
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komplexen Zahlen sind algebraisch abgeschlossen.“ Wir werden später sehen, was
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||||||
diese Eigenschaft mit Symmetrie zu tun hat.
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diese Eigenschaft mit Symmetrie zu tun hat.
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\begin{frage}
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\begin{frage}
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||||||
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12
13.tex
12
13.tex
@ -49,7 +49,7 @@ zusammen.
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\end{proof}
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\end{proof}
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Zerfällungskörper sind also eindeutig bis auf nicht-kanonische Isomorphie. Wie
|
Zerfällungskörper sind also eindeutig bis auf nicht-kanonische Isomorphie. Wie
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schon beim algebraischen Abschluss wird deshalb häufig von ``dem''
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schon beim algebraischen Abschluss wird deshalb häufig von „dem“
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Zerfällungskörper gesprochen.
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Zerfällungskörper gesprochen.
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\begin{bemerkung}[Kochrezept: Zerfällungskörper]
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\begin{bemerkung}[Kochrezept: Zerfällungskörper]
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@ -250,13 +250,13 @@ auch noch einmal Fußnote~\vref{foot:sage} an.
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\end{itemize}
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\end{itemize}
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\end{kor}
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\end{kor}
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\begin{proof}
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\begin{proof}
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Induktion nach $n$ und der Korollar~\vref{kor:TdA} (``Transitivität der
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Induktion nach $n$ und der Korollar~\vref{kor:TdA} („Transitivität der
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Algebraizität'').
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Algebraizität“).
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\end{proof}
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\end{proof}
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||||||
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\begin{bemerkung}
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\begin{bemerkung}[Endlichkeit ist wichtig]
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Für beliebige Körpererweiterungen $L/K$ und beliebige Teilmengen
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Für beliebige Körpererweiterungen $L/K$ und beliebige Teilmengen $(a_λ)_{λ∈Λ}
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$(a_λ)_{λ∈Λ} ⊂ L$ ist die Äquivalenz
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⊂ L$ ist die Äquivalenz
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||||||
\begin{equation*}
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\begin{equation*}
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||||||
K\bigl( (a_λ)_{λ∈Λ} \bigr) = K\bigr[ (a_λ)_{λ∈Λ} \bigr] \quad⇔\quad\text{alle $a_λ$ sind algebraisch}
|
K\bigl( (a_λ)_{λ∈Λ} \bigr) = K\bigr[ (a_λ)_{λ∈Λ} \bigr] \quad⇔\quad\text{alle $a_λ$ sind algebraisch}
|
||||||
\end{equation*}
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\end{equation*}
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||||||
|
74
15.tex
74
15.tex
@ -10,9 +10,9 @@
|
|||||||
seit der Vorlesung 10 hin gearbeitet habe: die Symmetriegruppe von
|
seit der Vorlesung 10 hin gearbeitet habe: die Symmetriegruppe von
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||||||
Körpererweiterungen, auch bekannt als
|
Körpererweiterungen, auch bekannt als
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Galois\footnote{\href{https://de.wikipedia.org/wiki/Evariste_Galois}{Évariste
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Galois\footnote{\href{https://de.wikipedia.org/wiki/Evariste_Galois}{Évariste
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Galois} (* 25. Oktober 1811 in Bourg-la-Reine; † 31. Mai 1832 in Paris)
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Galois} (* 25.~Oktober 1811 in Bourg-la-Reine; † 31.~Mai 1832 in Paris) war ein
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||||||
war ein französischer Mathematiker. Er starb im Alter von nur 20 Jahren bei
|
französischer Mathematiker. Er starb im Alter von nur 20 Jahren bei einem
|
||||||
einem Duell, erlangte allerdings durch seine Arbeiten zur Lösung algebraischer
|
Duell, erlangte allerdings durch seine Arbeiten zur Lösung algebraischer
|
||||||
Gleichungen, der sogenannten Galoistheorie, postum Anerkennung.}-Gruppe. Die
|
Gleichungen, der sogenannten Galoistheorie, postum Anerkennung.}-Gruppe. Die
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||||||
folgende Definition haben wir informell schon an mehreren Stellen diskutiert.
|
folgende Definition haben wir informell schon an mehreren Stellen diskutiert.
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@ -28,13 +28,13 @@ folgende Definition haben wir informell schon an mehreren Stellen diskutiert.
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|||||||
\begin{defn}[Galoisgruppe eines Polynoms]
|
\begin{defn}[Galoisgruppe eines Polynoms]
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||||||
Es sei $K$ ein Körper und es sei $f ∈ K[x]$ ein Polynom. Weiter sei $L$ der
|
Es sei $K$ ein Körper und es sei $f ∈ K[x]$ ein Polynom. Weiter sei $L$ der
|
||||||
Zerfällungskörper von $f$ über $K$. Dann wird die Galoisgruppe der
|
Zerfällungskörper von $f$ über $K$. Dann wird die Galoisgruppe der
|
||||||
Körpererweiterung $L/K$ oft auch mit $\Gal(f)$ notiert und als ``Galoisgruppe
|
Körpererweiterung $L/K$ oft auch mit $\Gal(f)$ notiert und als „Galoisgruppe
|
||||||
von $f$'' bezeichnet.\index{Galoisgruppe!eines Polynoms}
|
von $f$“ bezeichnet.\index{Galoisgruppe!eines Polynoms}
|
||||||
\end{defn}
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\end{defn}
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Eine wichtige Aufgabe der Algebra, Algebra-Klausur und der mündlichen
|
Eine wichtige Aufgabe der Algebra, Algebra-Klausur und der mündlichen
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||||||
Algebra-Prüfung ist es, die Galois-Gruppe einer gegebenen Körpererweiterung zu
|
Algebra-Prüfung ist es, die Galoisgruppe einer gegebenen Körpererweiterung zu
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||||||
beschreiben. Dabei bedeutet ``beschreiben'' mindestens, das man die Anzahl der
|
beschreiben. Dabei bedeutet „beschreiben“ mindestens, das man die Anzahl der
|
||||||
Elemente angeben kann. Besser ist es, Erzeuger und Relationen der Gruppe
|
Elemente angeben kann. Besser ist es, Erzeuger und Relationen der Gruppe
|
||||||
anzugeben. Noch besser ist es, die Gruppe mit einer bekannten Gruppe, etwa der
|
anzugeben. Noch besser ist es, die Gruppe mit einer bekannten Gruppe, etwa der
|
||||||
\href{https://gdz.sub.uni-goettingen.de/id/PPN516762672}{Symmetriegruppe eines
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\href{https://gdz.sub.uni-goettingen.de/id/PPN516762672}{Symmetriegruppe eines
|
||||||
@ -43,15 +43,15 @@ ist, dass die Gruppe in vielen relevanten Fällen zumindest endlich ist. Wir
|
|||||||
können sogar eine Abschätzung für die Größe der Gruppe angeben und die Größe in
|
können sogar eine Abschätzung für die Größe der Gruppe angeben und die Größe in
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einigen Fällen sogar exakt bestimmen.
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einigen Fällen sogar exakt bestimmen.
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||||||
|
|
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\begin{beobachtung}[Größenabschätzung für die Galoisgruppe]\label{beob:gg}
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\begin{beobachtung}[Größenabschätzung für die Galoisgruppe]\label{beob:gg}%
|
||||||
Wenn $L/K$ eine endliche Körpererweiterung ist, $n := [L:K]$, dann zeigt
|
Wenn $L/K$ eine endliche Körpererweiterung ist, $n := [L:K]$, dann zeigt
|
||||||
Satz~\vref{Satz_K_Morphismus_Fortsetzung} (``Universelle Eigenschaft des
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Satz~\vref{Satz_K_Morphismus_Fortsetzung} („Universelle Eigenschaft des
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algebraischen Abschluss'') zusammen mit Satz~\ref{Satz_11_10}, dass es
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algebraischen Abschluss“) zusammen mit Satz~\ref{Satz_11_10}, dass es
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||||||
höchstens $n$ verschiedene $K$-Morphismen $L → L$ gibt. Also ist
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höchstens $n$ verschiedene $K$-Morphismen $L → L$ gibt. Also ist $|\Gal(L/K)|
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||||||
$|\Gal(L/K)| ≤ n$.
|
≤ n$.
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||||||
\end{beobachtung}
|
\end{beobachtung}
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||||||
|
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||||||
\begin{beobachtung}
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\begin{beobachtung}[Einfache Erweiterungen]
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||||||
Wenn $L/K$ eine einfache\footnote{Definition~\vref{def:einfach}: einfach = es
|
Wenn $L/K$ eine einfache\footnote{Definition~\vref{def:einfach}: einfach = es
|
||||||
gibt eine Element $a ∈ L$, sodass die Gleichung $L=K(a)$ gilt.}
|
gibt eine Element $a ∈ L$, sodass die Gleichung $L=K(a)$ gilt.}
|
||||||
Körpererweiterung ist, dann zeigt
|
Körpererweiterung ist, dann zeigt
|
||||||
@ -70,7 +70,7 @@ einigen Fällen sogar exakt bestimmen.
|
|||||||
\end{equation*}
|
\end{equation*}
|
||||||
Also hat $\Gal(L/K)$ genau zwei Elemente. Wir wissen auch schon, welche. Ein
|
Also hat $\Gal(L/K)$ genau zwei Elemente. Wir wissen auch schon, welche. Ein
|
||||||
Element ist die Identität; diese bildet $a$ auf $a$ ab. Das andere Element
|
Element ist die Identität; diese bildet $a$ auf $a$ ab. Das andere Element
|
||||||
heißt ``Konjugation''; dies ist der eindeutige $ℚ$-Automorphismus von $L$, der
|
heißt „Konjugation“; dies ist der eindeutige $ℚ$-Automorphismus von $L$, der
|
||||||
$a$ auf $-a$ abbildet.
|
$a$ auf $-a$ abbildet.
|
||||||
\end{bsp}
|
\end{bsp}
|
||||||
|
|
||||||
@ -107,9 +107,9 @@ einigen Fällen sogar exakt bestimmen.
|
|||||||
\section{Normale Körpererweiterungen}
|
\section{Normale Körpererweiterungen}
|
||||||
|
|
||||||
Wir interessieren uns besonders für Körpererweiterungen, die maximal viele
|
Wir interessieren uns besonders für Körpererweiterungen, die maximal viele
|
||||||
Automorphismen besitzen; diese werden wir in Kürze ``Galoisch'' nennen. Ich muss
|
Automorphismen besitzen; diese werden wir in Kürze „Galoisch“ nennen. Ich muss
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aber erst noch kurz den folgenden Begriff einführen, der den Begriff des
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aber erst noch kurz den folgenden Begriff einführen, der den Begriff des
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``Zerfällungskörpers'' verallgemeinert; wir hatten ja schon gesehen, wie wichtig
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„Zerfällungskörpers“ verallgemeinert; wir hatten ja schon gesehen, wie wichtig
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Zerfällungskörper in der Diskussion von Symmetrien sind.
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Zerfällungskörper in der Diskussion von Symmetrien sind.
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\begin{defn}[Normale Körpererweiterung]\label{def:normal}
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\begin{defn}[Normale Körpererweiterung]\label{def:normal}
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@ -158,14 +158,13 @@ charakterisieren.
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dann ist auch $L/Z$ normal. \qed
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dann ist auch $L/Z$ normal. \qed
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\end{kor}
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\end{kor}
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Für endliche Körpererweiterungen ist der Begriff ``normal'' weniger
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Für endliche Körpererweiterungen ist der Begriff „normal“ weniger geheimnisvoll,
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geheimnisvoll, als es auf den ersten Blick vielleicht scheint: in diesem Kontext
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als es auf den ersten Blick vielleicht scheint: in diesem Kontext bedeutet
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bedeutet ``normal'' nichts anderes als ``Zerfällungskörper eines geeigneten
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„normal“ nichts anderes als „Zerfällungskörper eines geeigneten Polynoms“.
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Polynoms''.
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\begin{satz}\label{satz:x1}
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\begin{satz}\label{satz:x1}
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Eine endliche Körpererweiterung $L/K$ ist genau dann normal, wenn $L$ der
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Eine endliche Körpererweiterung $L/K$ ist genau dann normal, wenn $L$ der
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Zerfällungskörper eines Polynomes $f ∈ K[x]$ ist.
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Zerfällungskörper eines Polynoms $f ∈ K[x]$ ist.
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\end{satz}
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\end{satz}
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\begin{proof}[Beweis ``$⇒$'']
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\begin{proof}[Beweis ``$⇒$'']
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Angenommen, $L/K$ ist endlich und normal. Dann gibt es per Annahme endlich
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Angenommen, $L/K$ ist endlich und normal. Dann gibt es per Annahme endlich
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@ -180,10 +179,10 @@ Polynoms''.
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Satz~\ref{satz:h4} gesehen, dass $L$ normal ist.
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Satz~\ref{satz:h4} gesehen, dass $L$ normal ist.
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\end{proof}
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\end{proof}
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Eine wesentliches Fakt zu normalen Erweiterungen ist, dass sich jede
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Ein wesentlicher Fakt zu normalen Erweiterungen ist, dass sich jede
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Körpererweiterung immer zu einer normalen Körpererweiterung vergrößern lässt.
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Körpererweiterung immer zu einer normalen Körpererweiterung vergrößern lässt.
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Der folgende Satz sagt, dass es unter all diesen Vergrößerungen eine kleinste
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Der folgende Satz sagt, dass es unter all diesen Vergrößerungen eine kleinste
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gibt, die sogar eindeutig ist. Dabei bedeutet ``eindeutig'' wie meistens in
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gibt, die sogar eindeutig ist. Dabei bedeutet „eindeutig“ wie meistens in
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dieser Vorlesung: eindeutig bis auf nicht-kanonische Isomorphie.
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dieser Vorlesung: eindeutig bis auf nicht-kanonische Isomorphie.
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\begin{satzdef}[Normale Hülle einer Körpererweiterung]
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\begin{satzdef}[Normale Hülle einer Körpererweiterung]
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@ -209,13 +208,12 @@ dieser Vorlesung: eindeutig bis auf nicht-kanonische Isomorphie.
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\section{Galoissche Körpererweiterungen}
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\section{Galoissche Körpererweiterungen}
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Ich sagte es schon: Die besten Körpererweiterung sind die, die maximal viele
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Ich sagte es schon: Die besten Körpererweiterungen sind die, die maximal viele
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Symmetrien (=Automorphismen) haben. Dabei bedeutet ``maximal'' nach
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Symmetrien (=Automorphismen) haben. Dabei bedeutet „maximal“ nach
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Beobachtung~\ref{beob:gg}: die Anzahl der Automorphismen ist gleich dem
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Beobachtung~\ref{beob:gg}: Die Anzahl der Automorphismen ist gleich dem
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Erweiterungsgrad. Diese Körpererweiterungen werden zu Ehren von Évariste Galois
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Erweiterungsgrad. Diese Körpererweiterungen werden zu Ehren von Évariste Galois
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die ``Galoischen'' Körpererweiterungen genannt. Das Studium dieser
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die „Galoisschen“ Körpererweiterungen genannt. Das Studium dieser Erweiterungen
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Erweiterungen und ihrer Symmetriegruppe wird heute mit ``Galois-Theorie''
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und ihrer Symmetriegruppe wird heute mit „Galoistheorie“ bezeichnet.
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bezeichnet.
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\begin{satzdef}[Galoische Körpererweiterungen]
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\begin{satzdef}[Galoische Körpererweiterungen]
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Es sei $L/K$ eine endliche Körpererweiterung. Dann sind folgende Aussagen
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Es sei $L/K$ eine endliche Körpererweiterung. Dann sind folgende Aussagen
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@ -250,14 +248,14 @@ bezeichnet.
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Polynomen aus $K[x]$.
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Polynomen aus $K[x]$.
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\end{bsp}
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\end{bsp}
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\begin{bsp}\label{bsp:c-r}
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\begin{bsp}[Einfachstes Beispiel]\label{bsp:c-r}
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Die einfachste aller Galoiserweiterungen ist $ℂ/ℝ$. Die Galoisgruppe ist
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Die einfachste aller Galoiserweiterungen ist $ℂ/ℝ$. Die Galoisgruppe ist
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$\Gal(ℂ/ℝ) = \{ \Id, \text{Konjugation} \}$.
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$\Gal(ℂ/ℝ) = \{ \Id, \text{Konjugation} \}$.
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\end{bsp}
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\end{bsp}
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\begin{bsp}\label{Markierung_fuer_Beweis_Hauptsatz_Galois_Aussage_1_1}
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\begin{bsp}\label{Markierung_fuer_Beweis_Hauptsatz_Galois_Aussage_1_1}%
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||||||
Wenn $L/K$ eine Galoiserweiterung ist und $K ⊆ Z ⊆ L$ ein Zwischenkörper, dann
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Wenn $L/K$ eine Galoiserweiterung ist und $K ⊆ Z ⊆ L$ ein Zwischenkörper, dann
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||||||
ist auch $L/Z$ Galoisch. Das folgt zum Beispiel so: der Körper $L$ ist nach
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ist auch $L/Z$ Galoisch. Das folgt zum Beispiel so: Der Körper $L$ ist nach
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Punkt~\ref{DefSatz_aequivalent_endliche_Koerpererweiterung_2} der
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Punkt~\ref{DefSatz_aequivalent_endliche_Koerpererweiterung_2} der
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Zerfällungskörper eines separablen Polynoms $f ∈ K[x]$. Dann ist $L$ aber
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Zerfällungskörper eines separablen Polynoms $f ∈ K[x]$. Dann ist $L$ aber
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auch der Zerfällungskörper von $f ∈ Z[x]$. Die Galoisgruppe $\Gal(L/Z)$ ist
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auch der Zerfällungskörper von $f ∈ Z[x]$. Die Galoisgruppe $\Gal(L/Z)$ ist
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||||||
@ -274,8 +272,8 @@ Galoisgruppe eines Polynoms jetzt schon folgendes sagen.
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\begin{lem}
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\begin{lem}
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Es sei $K$ ein Körper und es sei $L$ der Zerfällungskörper eines separablen
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Es sei $K$ ein Körper und es sei $L$ der Zerfällungskörper eines separablen
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Polynoms $f ∈ K[x]$ vom Grad $n$. Die Nullstellen von $f$ in $L$ seien
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Polynoms $f ∈ K[x]$ vom Grad $n$. Die Nullstellen von $f$ in $L$ seien $a_1,
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$a_1, …, a_n$. Dann gilt Folgendes.
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…, a_n$. Dann gilt Folgendes.
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||||||
\begin{enumerate}
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\begin{enumerate}
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\item\label{il:y1} Jedes Gruppenelement $σ ∈ \Gal(f)$ permutiert die
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\item\label{il:y1} Jedes Gruppenelement $σ ∈ \Gal(f)$ permutiert die
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Nullstellen $a_1, …, a_n$. Ein Gruppenelement $σ$ ist durch diese
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Nullstellen $a_1, …, a_n$. Ein Gruppenelement $σ$ ist durch diese
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@ -283,7 +281,7 @@ Galoisgruppe eines Polynoms jetzt schon folgendes sagen.
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|||||||
Untergruppe der Gruppe $S_n$ der Permutationen der Menge $\{a_1, …, a_n\}$
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Untergruppe der Gruppe $S_n$ der Permutationen der Menge $\{a_1, …, a_n\}$
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||||||
auffassen. Insbesondere gilt
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auffassen. Insbesondere gilt
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\begin{equation*}
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\begin{equation*}
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|\Gal(f)| ≤ |S_n| = n!
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|\Gal(f)| ≤ |S_n| = n!.
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\end{equation*}
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\end{equation*}
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\item\label{il:y2} Die Nullstellen der irreduziblen Faktoren von $f$ werden
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\item\label{il:y2} Die Nullstellen der irreduziblen Faktoren von $f$ werden
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@ -303,7 +301,7 @@ Galoisgruppe eines Polynoms jetzt schon folgendes sagen.
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|||||||
(wo?). Die anderen Aussagen beweise ich im \video{17-1}.
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(wo?). Die anderen Aussagen beweise ich im \video{17-1}.
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\end{proof}
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\end{proof}
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Das Wort ``Konjugation'' aus Beispiel~\vref{bsp:c-r} wird in der Literatur auch
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Das Wort „Konjugation“ aus Beispiel~\vref{bsp:c-r} wird in der Literatur auch
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allgemeiner für beliebige Galoiserweiterungen verwendet.
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allgemeiner für beliebige Galoiserweiterungen verwendet.
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\begin{defn}[Konjungierte Elemente]
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\begin{defn}[Konjungierte Elemente]
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@ -316,11 +314,11 @@ allgemeiner für beliebige Galoiserweiterungen verwendet.
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\emph{galoiskonjugierten}\index{galoiskonjugierte Elemente} von $a$.
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\emph{galoiskonjugierten}\index{galoiskonjugierte Elemente} von $a$.
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\end{defn}
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\end{defn}
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\begin{bsp}\label{bsp:x-2}
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\begin{bsp}\label{bsp:x-2}%
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Wir setzen das Beispiel~\vref{bsp:x-1} fort. Dort haben wir schon gesehen,
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Wir setzen das Beispiel~\vref{bsp:x-1} fort. Dort haben wir schon gesehen,
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dass $ℚ(\sqrt[3]{2})/ℚ$ nicht Galoisch ist. Der Zerfällungskörper des
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dass $ℚ(\sqrt[3]{2})/ℚ$ nicht Galoisch ist. Der Zerfällungskörper des
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||||||
Polynoms $f = x³-2 ∈ ℚ[x]$ ist nämlich\footnote{Preisfrage: warum bezeichne
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Polynoms $f = x³-2 ∈ ℚ[x]$ ist nämlich\footnote{Preisfrage: warum bezeichne
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ich den Zerfällungskörper mit dem Symbol ``$N$''?}
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ich den Zerfällungskörper mit dem Symbol „$N$“?}
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\[
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\[
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N = ℚ\bigl(a, ξ·a, ξ²·a\bigr).
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N = ℚ\bigl(a, ξ·a, ξ²·a\bigr).
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\]
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\]
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24
16.tex
24
16.tex
@ -15,7 +15,7 @@ wohl ebenfalls eine Zweierpotenz sein muss.
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Ich in diesem Skript immer wieder geschrieben, dass für schwierigere
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Ich in diesem Skript immer wieder geschrieben, dass für schwierigere
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Nichtkonstruierbarkeitsbeweise eine einfache Betrachtung von Erweiterungsgraden
|
Nichtkonstruierbarkeitsbeweise eine einfache Betrachtung von Erweiterungsgraden
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||||||
nicht reicht, und das wir Symmetrien betrachten müssen. Inzwischen ist klar,
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nicht reicht, und das wir Symmetrien betrachten müssen. Inzwischen ist klar,
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||||||
dass ich mit ``Symmetrie'' die Galoisgruppe meine. Jetzt ist es an der Zeit zu
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dass ich mit „Symmetrie“ die Galoisgruppe meine. Jetzt ist es an der Zeit zu
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||||||
sagen, wie Symmetrien genutzt werden können, um Ketten von Körpererweiterungen
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sagen, wie Symmetrien genutzt werden können, um Ketten von Körpererweiterungen
|
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zu untersuchen. Am Ende werden wir sehen, dass die relevanten
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zu untersuchen. Am Ende werden wir sehen, dass die relevanten
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Körpererweiterungen für Konstruktionsprobleme nicht nur Grad $2^n$ über $ℚ$
|
Körpererweiterungen für Konstruktionsprobleme nicht nur Grad $2^n$ über $ℚ$
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@ -24,7 +24,7 @@ Unterkörper, die von konstruierbaren Punkten kommen, müssen dann ebenfalls rec
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speziell sein.
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speziell sein.
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\begin{bemerkung}
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\begin{bemerkung}
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Der Hauptsatz der Galoistheorie wird ``Hauptsatz der Galoistheorie'' genannt,
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Der Hauptsatz der Galoistheorie wird „Hauptsatz der Galoistheorie“ genannt,
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weil er in der Theorie der Galoiserweiterungen eine zentrale Rolle einnimmt.
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weil er in der Theorie der Galoiserweiterungen eine zentrale Rolle einnimmt.
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Es ist vielleicht eine gute Idee, diesen Satz ernst zu nehmen.
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Es ist vielleicht eine gute Idee, diesen Satz ernst zu nehmen.
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\end{bemerkung}
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\end{bemerkung}
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@ -49,10 +49,10 @@ ist eine Hausaufgabe.
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\end{satzdef}
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\end{satzdef}
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Der folgende Satz von Emil
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Der folgende Satz von Emil
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Artin\footnote{\href{https://de.wikipedia.org/wiki/Emil_Artin}{Emil Artin} (* 3.
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Artin\footnote{\href{https://de.wikipedia.org/wiki/Emil_Artin}{Emil Artin} (*
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März 1898 in Wien; † 20. Dezember 1962 in Hamburg) war ein österreichischer
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3.~März 1898 in Wien; † 20.~Dezember 1962 in Hamburg) war ein österreichischer
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Mathematiker und einer der führenden Algebraiker des 20.
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Mathematiker und einer der führenden Algebraiker des
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Jahrhunderts.}\footnote{Emil Artin $\not =$ Michael Artin} sagt, dass
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20.~Jahrhunderts.}\footnote{Emil Artin $\not =$ Michael Artin} sagt, dass
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Fixkörper stets Beispiele für Galoiserweiterungen liefern.
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Fixkörper stets Beispiele für Galoiserweiterungen liefern.
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\begin{satz}[Satz von Emil Artin]\label{Theorem_von_E_Artin}
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\begin{satz}[Satz von Emil Artin]\label{Theorem_von_E_Artin}
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@ -65,13 +65,13 @@ Fixkörper stets Beispiele für Galoiserweiterungen liefern.
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|||||||
Der Beweis des Satzes von Emil Artin ist nicht trivial. Wir geben einen Beweis
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Der Beweis des Satzes von Emil Artin ist nicht trivial. Wir geben einen Beweis
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im Abschnitt~\vref{ssec:16-3}, müssen als Vorbereitung aber zuerst die lineare
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im Abschnitt~\vref{ssec:16-3}, müssen als Vorbereitung aber zuerst die lineare
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||||||
Unabhängigkeit von Charakteren beweisen. Wahrscheinlich muss ich auch noch
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Unabhängigkeit von Charakteren beweisen. Wahrscheinlich muss ich auch noch
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erklären, was ein ``Charakter'' eigentlich ist.
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erklären, was ein „Charakter“ eigentlich ist.
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\subsection{Die lineare Unabhängigkeit von Charakteren}
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\subsection{Die lineare Unabhängigkeit von Charakteren}
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Um eine gegebene Gruppe $H$ zu verstehen, kann man untersuchen, welche
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Um eine gegebene Gruppe $H$ zu verstehen, kann man untersuchen, welche
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Gruppenmorphism der Form $H → L^*$ es gibt, wobei $L^*$ die multiplikative
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Gruppenmorphismen der Form $H → L^*$ es gibt, wobei $L^*$ die multiplikative
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Gruppe eines Körpers $L$ sein soll. Leute, die viel mit Gruppen arbeiten,
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Gruppe eines Körpers $L$ sein soll. Leute, die viel mit Gruppen arbeiten,
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||||||
meinen, dass solche Abbildungen die Gruppe charakterisieren. Ich finde diese
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meinen, dass solche Abbildungen die Gruppe charakterisieren. Ich finde diese
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||||||
Wortwahl nicht sehr überzeugend, aber mich fragt ja keiner.
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Wortwahl nicht sehr überzeugend, aber mich fragt ja keiner.
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||||||
@ -274,12 +274,12 @@ und folgende Zwischenkörper von $N/ℚ$,
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\begin{tikzcd}[column sep=tiny]
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\begin{tikzcd}[column sep=tiny]
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& & ℚ \ar[dll, hook] \ar[dl, hook] \ar[dr, hook] \ar[drr, hook] \\
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& & ℚ \ar[dll, hook] \ar[dl, hook] \ar[dr, hook] \ar[drr, hook] \\
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ℚ(a_3) \ar[drr, hook] & ℚ(a_2) \ar[dr, hook] & & ℚ(a_1) \ar[dl, hook]& ℚ\bigl(\sqrt3·i\bigr) \ar[dll, hook]\\
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ℚ(a_3) \ar[drr, hook] & ℚ(a_2) \ar[dr, hook] & & ℚ(a_1) \ar[dl, hook]& ℚ\bigl(\sqrt3·i\bigr) \ar[dll, hook]\\
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& & N
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& & N.
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\end{tikzcd}
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\end{tikzcd}
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\]
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\]
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Diese Behauptung wirft die Frage auf, wieso der Fixkörper der Gruppe
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Diese Behauptung wirft die Frage auf, wieso der Fixkörper der Gruppe $\{\Id,
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$\{\Id, (123), (132)\}$ gleich $ℚ\bigl(\sqrt3·i\bigr)$ sein sollte. Sie haben
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(123), (132)\}$ gleich $ℚ\bigl(\sqrt3·i\bigr)$ sein sollte. Sie haben sich
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sich vermutlich schon in Beispiel~\ref{bsp:x-2} gefragt, wieso die komplexe Zahl
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vermutlich schon in Beispiel~\ref{bsp:x-2} gefragt, wieso die komplexe Zahl
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$\sqrt3·i$ überhaupt in $N$ liegt. Dann haben Sie nachgerechnet und konnten
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$\sqrt3·i$ überhaupt in $N$ liegt. Dann haben Sie nachgerechnet und konnten
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$\sqrt3·i$ mithilfe der $a_1$, $a_2$ und $a_3$ ausdrücken. Schauen Sie sich
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$\sqrt3·i$ mithilfe der $a_1$, $a_2$ und $a_3$ ausdrücken. Schauen Sie sich
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diesen Ausdruck einmal ganz scharf an. Wenn Sie nicht weiterkommen, sprechen
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diesen Ausdruck einmal ganz scharf an. Wenn Sie nicht weiterkommen, sprechen
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