Zahlentheorie (Osnabrück 2008)/Arbeitsblatt 6

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Inhaltsverzeichnis

Aufgabe (3 Punkte)

Bestimme alle primitiven Elemente von {\mathbb Z}/(27).


Aufgabe (2 Punkte)

Gebe für die Einheitengruppe ({\mathbb Z}/(16))^\times explizit einen Isomorphismus zu einem Produkt von (additiven) zyklischen Gruppen an.


Aufgabe (3 Punkte)

Sei n eine natürliche Zahl derart, dass ({\mathbb Z}/(n))^\times zyklisch ist. Zeige, dass die Anzahl der primitiven Elemente gleich \varphi(\varphi(n)) ist, wobei \varphi die Eulersche Funktion bezeichnet. Wie groß ist deren Anzahl, wenn ({\mathbb Z}/(n))^\times nicht zyklisch ist?


Aufgabe (2 Punkte)

Sei p eine Primzahl und r \geq 2. Beschreibe explizit die Elemente im Kern der Abbildung

 ( {\mathbb Z}/(p^r))^\times \longrightarrow ({\mathbb Z}/(p^{r-1}))^\times \,  .


Aufgabe (7 Punkte)

a) Sei K ein Körper. Zeige, dass die Einheitengruppe von K nicht zyklisch unendlich ist.

b) Sei R ein kommutativer Ring, dessen Charakteristik nicht zwei ist. Zeige, dass die Einheitengruppe von R nicht zyklisch unendlich ist.

c) Beschreibe einen kommutativen Ring, dessen Einheitengruppe zyklisch unendlich ist.


Aufgabe (3 Punkte)

Sei p eine Primzahl und e \in \N. Zeige, dass das Potenzieren

 (\Z/(p))^ \times \longrightarrow (\Z/(p))^ \times, \, x \longmapsto x^e \,  ,
eine Bijektion ist genau dann, wenn e und p − 1 teilerfremd sind.


Aufgabe (3 Punkte)

Sei p eine Primzahl und {\mathbb F}_p = \Z/(p) der zugehörige Restklassenkörper. Konstruiere Ringe

 {\mathbb F}_p[i] = {\mathbb F}_p \oplus {\mathbb F}_p i = \{a+bi: a,b \in {\mathbb F}_p\} \,
in der gleichen Weise, wie man die komplexen Zahlen definiert. Charakterisiere, für welche p diese Konstruktion einen Körper liefert.


Aufgabe (2 Punkte)

Seien a, b und r positive natürliche Zahlen. Zeige, dass die Teilbarkeit ar | br die Teilbarkeit a | b impliziert.


Aufgabe (4 Punkte)

Seien a und b positive natürliche Zahlen. Seien r_n \, ,n \in \N, und s_n \, ,n \in \N, Folgen von positiven natürlichen Zahlen derart, dass die Teilbarkeitsbeziehung

 a ^{r_n} {{|}} b ^{s_n} \,
für alle n gilt. Es sei vorausgesetzt, dass die Quotientenfolge rn / sn gegen 1 konvergiert. Zeige, dass a ein Teiler von b ist.
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