Zum Inhalt springen

Kurs:Einführung in die Algebra (Osnabrück 2009)/2/Klausur/latex

Aus Wikiversity

\setcounter{section}{0}




\inputaufgabegibtloesung
{3 (1.5+1.5)}
{


a) Bestimme für die Zahlen $3$, $5$ und $7$ modulare Basislösungen, finde also die kleinsten positiven Zahlen, die in
\mathdisp {\Z/(3) \times \Z/(5) \times \Z/(7)} { }
die Restetupel $(1,0,0),\, (0,1,0)$ und $(0,0,1)$ repräsentieren.


b) Finde mit den Basislösungen die kleinste positive Lösung $x$ der simultanen Kongruenzen
\mathdisp {x = 2 \!\! \mod 3 , \, \, \, \, x = 4 \!\! \mod 5 \text{ und } x = 3 \!\! \mod 7} { . }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Bestimme in der Einheitengruppe
\mathl{\Z/(17)^{\times}}{} zu jeder möglichen Ordnung $k$ ein Element
\mathl{x \in \Z/(17) ^{\times}}{,} das die Ordnung $k$ besitzt. Man gebe auch eine Untergruppe
\mathdisp {H \subseteq \Z/(17) ^{\times}} { }
an, die aus vier Elementen besteht.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{5 (1+2+2)}
{

Man berechne in $\Z/(80)$ die Elemente \aufzaehlungdrei{$3^{1234567}$, }{$2^{1234567}$, }{$5^{1234567}$. }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{7}
{

Betrachte auf der Produktmenge
\mathdisp {\N \times \N} { }
die Relation
\mathdisp {(a,b) \sim (c,d) \text{ wenn } a+d = b+c} { . }
Zeige, dass dies eine Äquivalenzrelation ist.

Es sei $Z$ die Menge der Äquivalenzklassen. Definiere auf $Z$ eine Addition $\oplus$, die die Eigenschaft
\mathdisp {\overline {(a , 0)} \oplus \overline{ (b,0)} = \overline{ (a+b,0)}} { }
erfüllt \zusatzklammer {der Querstrich bedeutet dabei die zugehörige Äquivalenzklasse} {} {} und die $Z$ zu einer kommutativen Gruppe macht.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4 (2+2)}
{

Es sei $S=\{0,1\}$. Betrachte das \definitionsverweis {Monoid}{}{} $M$, das aus allen Abbildungen von $S$ nach $S$ besteht mit der \definitionsverweis {Hintereinanderschaltung}{}{} $\circ$ von Abbildungen als Verknüpfung. \aufzaehlungzwei {Beschreibe die Elemente in $M$ und erstelle eine Verknüpfungstabelle für $M$. } {Bestimme sämtliche Untermonoide von $M$ und entscheide jeweils, ob sie kommutativ sind und ob es sich um Gruppen handelt.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{5}
{

Betrachte den Würfel






\bild{ \begin{center}
\includegraphics[width=5.5cm]{\bildeinlesung {Snijden_kruisen_evenwijdig.png} }
\end{center}
\bildtext {} }

\bildlizenz { Snijden kruisen evenwijdig.png } {} {MADe} {nl.wikipedia} {cc-by-sa 3.0} {}


Es sei $\alpha$ die Gerade durch \mathkor {} {A} {und} {G} {,} es sei $\beta$ die Gerade durch \mathkor {} {B} {und} {H} {,} es sei $\gamma$ die Gerade durch \mathkor {} {C} {und} {E} {,} es sei $\delta$ die Gerade durch \mathkor {} {D} {und} {F} {.} Man beschreibe die Wirkungsweise der folgenden Würfelbewegungen auf der Menge $M=\{\alpha, \beta, \gamma, \delta\}$. \aufzaehlungvier{Die Halbdrehung durch die vertikale Seitenmittelpunktsachse. }{Die Vierteldrehung durch die vertikale Seitenmittelpunktsachse, die $A$ in $B$ überführt. }{Die Halbdrehung um die Kantenmittelpunktsachse zur Kante $A,E$. }{Die Dritteldrehung um die Raumachse $\alpha$, die $B$ in $D$ überführt. }

Gibt es eine Würfelbewegung (wenn ja, welche?), die $\alpha$ auf $\alpha$, $\beta$ auf $\beta$ abbildet und die \mathkor {} {\gamma} {und} {\delta} {} vertauscht?

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Betrachte die Permutation
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ \tau }
{ \in }{ S_7 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{,} die durch die Wertetabelle \wertetabellesiebenausteilzeilen { $x$ }
{\mazeileundfuenf {1} {2} {3} {4} {5} }
{\mazeileundzwei {6} {7} }
{ $\tau (x)$ }
{\mazeileundfuenf {1} {3} {5} {7} {6} }
{\mazeileundzwei {4} {2 } } gegeben ist. \aufzaehlungvier{Man gebe die Zyklendarstellung von $\tau$ an und bestimme den Wirkungsbereich. }{Berechne $\tau^3$ und die Ordnung von $\tau^3$. }{Bestimme die Fehlstände von $\tau$ und das Vorzeichen \zusatzklammer {Signum} {} {} von $\tau$. }{Schreibe $\tau$ als Produkt von Transpositionen und bestimme erneut das Vorzeichen von $\tau$. }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Es sei $R$ ein kommutativer Ring. Zu jedem
\mathl{f \in R}{} sei \maabbeledisp {\mu_f} {R} {R } {g} {fg } {,} die Multiplikation mit $f$. Zeige, dass $\mu_f$ genau dann bijektiv ist, wenn es surjektiv ist.

Man zeige durch ein Beispiel, dass in dieser Situation aus der Injektivität nicht die Bijektivität folgt.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Es sei $K$ ein Körper. Zeige, dass in $K$ die Differenz, also die Verknüpfung \maabbeledisp {} {K \times K} {K } {(a,b)} {a-b } {,} genau dann assoziativ ist, wenn die Charakteristik von $K$ gleich $2$ ist.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Bestimme in $\Q[ { \mathrm i} ]$ das multiplikative Inverse von
\mathdisp {\frac{3}{7} + \frac{2}{5} { \mathrm i}} { . }
Die Antwort muss in der Form $p+q { \mathrm i}$ mit
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ p,q }
{ \in }{ \Q }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} in gekürzter Form sein.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Bestimme eine Darstellung des größten gemeinsamen Teilers der beiden Polynome
\mathdisp {4X^4+2X^2+3 \text{ und } X^2+3X+1} { }
in $\Z/(5)[X]$. Wie sieht es in $\Z/(2)[X]$ aus?

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Beschreibe den Körper mit acht Elementen $\mathbb F_8$ als einen Restklassenkörper von
\mathl{\Z/(2)[X]}{.} Man gebe eine primitive Einheit in $\mathbb F_8$ an.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Bestimme das \definitionsverweis {Kreisteilungspolynom}{}{} $\Phi_{9}$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{8}
{

Es sei
\mathl{x=\sqrt{2} + \sqrt{5} \in \R}{} und betrachte die Körpererweiterung
\mathdisp {\Q \subseteq \Q (x)= L} { . }
Zeige, dass diese Körpererweiterung algebraisch ist und bestimme den Grad der Körpererweiterung, das Minimalpolynom von $x$ und das Inverse von $x$. (Man darf dabei verwenden, dass
\mathl{\sqrt{2}, \sqrt{5}, \sqrt{10}}{} irrationale Zahlen sind.)

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Beschreibe die wesentlichen mathematischen Schritte, mit denen man beweisen kann, dass die \anfuehrung{Quadratur des Kreises}{} nicht möglich ist.

}
{} {}

Zur pdf-Version der Nachklausur