Kurs:Elemente der Algebra (Osnabrück 2015)/Definitionsabfrage

Definition:Verknüpfung

Eine Verknüpfung ${}\circ$ auf einer Menge ${}M$ ist eine Abbildung

\circ \colon M\times M\longrightarrow M,\,(x,y)\longmapsto \circ (x,y)=x\circ y.

Definition:Monoid

Ein Monoid ist eine Menge ${}M$ zusammen mit einer Verknüpfung

\circ \colon M\times M\longrightarrow M

und einem ausgezeichneten Element ${}e\in M$ derart, dass folgende beiden Bedingungen erfüllt sind.

Die Verknüpfung ist assoziativ, d.h. es gilt
${}(x\circ y)\circ z=x\circ (y\circ z)\,$

für alle ${}x,y,z\in M$ .
${}e$ ist neutrales Element der Verknüpfung, d.h. es gilt
${}x\circ e=x=e\circ x\,$

für alle ${}x\in M$ .

Definition:Gruppe

Ein Monoid ${}(G,e,\circ )$ heißt Gruppe, wenn jedes Element ein inverses Element besitzt, d.h. wenn es zu jedem ${}x\in G$ ein ${}y\in G$ mit ${}x\circ y=e=y\circ x$ gibt.

Definition:Kommutative Gruppe

Eine Gruppe ${}(G,e,\circ )$ heißt kommutativ (oder abelsch), wenn die Verknüpfung kommutativ ist, wenn also ${}x\circ y=y\circ x$ für alle ${}x,y\in G$ gilt.

Definition:Gruppenordnung

Zu einer endlichen Gruppe ${}G$ bezeichnet man die Anzahl ihrer Elemente als Gruppenordnung oder als die Ordnung der Gruppe, geschrieben

{}\operatorname {ord} \,(G)={\#\left(G\right)}\,.

Definition:Ordnung eines Gruppenelementes

Es sei ${}G$ eine Gruppe und ${}g\in G$ ein Element. Dann nennt man die kleinste positive Zahl ${}n$ mit ${}g^{n}=e_{G}$ die Ordnung von ${}g$ . Man schreibt hierfür ${}\operatorname {ord} \,(g)$ . Wenn alle positiven Potenzen von ${}g$ vom neutralen Element verschieden sind, so setzt man ${}\operatorname {ord} \,(g)=\infty$ .

Definition:Untergruppe

Es sei ${}(G,e,\circ )$ eine Gruppe. Eine Teilmenge ${}H\subseteq G$ heißt Untergruppe von ${}G$ wenn folgendes gilt.

${}e\in H$ .
Mit ${}g,h\in H$ ist auch ${}g\circ h\in H$ .
Mit ${}g\in H$ ist auch ${}g^{-1}\in H$ .

Definition:Erzeugte Untergruppe

Es sei ${}G$ eine Gruppe und ${}M\subseteq G$ eine Teilmenge. Dann nennt man

{}(M)=\bigcap _{M\subseteq H,\,H\,{\text{Untergruppe}}}H\,

die von ${}M$ erzeugte Untergruppe.

Definition:Zyklische Gruppe

Eine Gruppe ${}G$ heißt zyklisch, wenn sie von einem Element erzeugt wird.

Definition:Ring

Ein Ring ${}R$ ist eine Menge mit zwei Verknüpfungen ${}+$ und ${}\cdot$ und mit zwei ausgezeichneten Elementen ${}0$ und ${}1$ derart, dass folgende Bedingungen erfüllt sind:

${}(R,+,0)$ ist eine abelsche Gruppe.
${}(R,\cdot ,1)$ ist ein Monoid.
Es gelten die Distributivgesetze, also ${}a\cdot (b+c)=(a\cdot b)+(a\cdot c)$ und ${}(b+c)\cdot a=(b\cdot a)+(c\cdot a)$ für alle ${}a,b,c\in R$ .

Definition:Kommutativer Ring

Ein Ring ${}R$ heißt kommutativ, wenn die Multiplikation kommutativ ist.

Definition:Binomialkoeffizient

Es seien ${}k$ und ${}n$ natürliche Zahlen mit ${}k\leq n$ . Dann nennt man

{}{\binom {n}{k}}:={\frac {n!}{k!(n-k)!}}\,

den Binomialkoeffizienten „ ${}n$ über ${}k$ “.

Definition:Nichtnullteiler

Ein Element ${}a$ in einem kommutativen Ring ${}R$ heißt Nullteiler, wenn es ein von ${}0$ verschiedenes Element ${}b$ mit ${}ab=0$ gibt. Andernfalls heißt es ein Nichtnullteiler.

Definition:Integritätsbereich

Ein kommutativer, nullteilerfreier, von ${}0$ verschiedener Ring heißt Integritätsbereich.

Definition:Unterring

Eine Teilmenge ${}S\subseteq R$ eines Ringes nennt man einen Unterring, wenn sowohl ${}(S,+,0)$ eine Untergruppe von ${}(R,+,0)$ als auch ${}(S,\cdot ,1)$ ein Untermonoid von ${}(R,\cdot ,1)$ ist.

Definition:Einheit

Ein Element ${}u$ in einem Ring ${}R$ heißt Einheit, wenn es ein Element ${}v\in R$ mit

{}uv=vu=1\,

gibt.

Definition:Einheitengruppe

Die Einheitengruppe in einem Ring ${}R$ ist die Teilmenge aller Einheiten in ${}R$ . Sie wird mit ${}R^{\times }$ bezeichnet.

Definition:Körper

Ein kommutativer Ring ${}R$ heißt Körper, wenn ${}R\neq 0$ ist und wenn jedes von ${}0$ verschiedene Element ein multiplikatives Inverses besitzt.

Definition:Unterkörper

Es sei ${}K$ ein Körper. Ein Unterring ${}M\subseteq K$ , der zugleich ein Körper ist, heißt Unterkörper von ${}K$ .

Definition:Körpererweiterung

Es sei ${}L$ ein Körper und ${}K\subseteq L$ ein Unterkörper von ${}L$ . Dann heißt ${}L$ ein Erweiterungskörper (oder Oberkörper) von ${}K$ und die Inklusion ${}K\subseteq L$ heißt eine Körpererweiterung.

Definition:Komplexe Zahlen

Die Menge ${}\mathbb {R} ^{2}$ mit ${}0:=(0,0)$ und ${}1:=(1,0)$ , mit der komponentenweisen Addition und der durch

{}(a,b)\cdot (c,d):=(ac-bd,ad+bc)\,

definierten Multiplikation nennt man Körper der komplexen Zahlen. Er wird mit

{\mathbb {C} }

bezeichnet.

Definition:Real- und Imaginärteil

Zu einer komplexen Zahl

{}z=a+b{\mathrm {i} }\,

heißt

{}\operatorname {Re} \,{\left(z\right)}=a\,

der Realteil von ${}z$ und

{}\operatorname {Im} \,{\left(z\right)}=b\,

heißt der Imaginärteil von ${}z$ .

Definition:Komplexe Konjugation

Die Abbildung

{\mathbb {C} }\longrightarrow {\mathbb {C} },\,z=a+b{\mathrm {i} }\longmapsto {\overline {z}}:=a-b{\mathrm {i} },

heißt komplexe Konjugation.

Definition:Betrag einer komplexen Zahl

Zu einer komplexen Zahl

{}z=a+b{\mathrm {i} }\,

ist der Betrag durch

{}\vert {z}\vert ={\sqrt {a^{2}+b^{2}}}\,

definiert.

Definition:Polynomring

Der Polynomring über einem kommutativen Ring ${}R$ besteht aus allen Polynomen

P=a_{0}+a_{1}X+a_{2}X^{2}+\cdots +a_{n}X^{n}

mit

{}a_{i}\in R,\,i=0,\ldots ,n,\,n\in \mathbb {N}

,

und mit komponentenweiser Addition und einer Multiplikation, die durch distributive Fortsetzung der Regel

{}X^{n}\cdot X^{m}:=X^{n+m}\,

definiert ist.

Definition:Grad eines Polynoms

Der Grad eines von ${}0$ verschiedenen Polynoms

{}P=a_{0}+a_{1}X+a_{2}X^{2}+\cdots +a_{n}X^{n}\,

mit ${}a_{n}\neq 0$ ist ${}n$ .

Definition:Polynomfunktion

Es sei ${}K$ ein Körper und seien ${}a_{0},a_{1},\ldots ,a_{n}\in K$ . Eine Funktion

P\colon K\longrightarrow K,\,x\longmapsto P(x),

mit

{}P(x)=\sum _{i=0}^{n}a_{i}x^{i}=a_{0}+a_{1}x+\cdots +a_{n}x^{n}\,

heißt Polynomfunktion.

Definition:Teilen (kommutativer Ring)

Es sei ${}R$ ein kommutativer Ring, und ${}a,b$ Elemente in ${}R$ . Man sagt, dass ${}a$ das Element ${}b$ teilt (oder dass ${}b$ von ${}a$ geteilt wird, oder dass ${}b$ ein Vielfaches von ${}a$ ist), wenn es ein ${}c\in R$ derart gibt, dass ${}b=c\cdot a$ ist. Man schreibt dafür auch ${}a{|}b$ .

Definition:Assoziiert

Zwei Elemente ${}a$ und ${}b$ eines kommutativen Ringes ${}R$ heißen assoziiert, wenn es eine Einheit ${}u\in R$ derart gibt, dass ${}a=ub$ ist.

Definition:Irreduzibles Element

Eine Nichteinheit ${}p$ in einem kommutativen Ring heißt irreduzibel (oder unzerlegbar), wenn eine Faktorisierung ${}p=ab$ nur dann möglich ist, wenn einer der Faktoren eine Einheit ist.

Definition:Primelement

Eine Nichteinheit ${}p\neq 0$ in einem kommutativen Ring ${}R$ heißt prim (oder ein Primelement), wenn folgendes gilt: Teilt ${}p$ ein Produkt ${}ab$ mit ${}a,b\in R$ , so teilt ${}p$ einen der Faktoren.

Definition:Ideal

Eine Teilmenge ${}{\mathfrak {a}}$ eines kommutativen Ringes ${}R$ heißt Ideal, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

${}0\in {\mathfrak {a}}$ .
Für alle ${}a,b\in {\mathfrak {a}}$ ist auch ${}a+b\in {\mathfrak {a}}$ .
Für alle ${}a\in {\mathfrak {a}}$ und ${}r\in R$ ist auch ${}ra\in {\mathfrak {a}}$ .

Definition:Erzeugtes Ideal

Zu einer Familie von Elementen ${}a_{j}\in R$ , ${}j\in J$ , in einem kommutativen Ring ${}R$ bezeichnet ${}(a_{j}:j\in J)$ das von den ${}a_{j}$ erzeugte Ideal. Es besteht aus allen (endlichen) Linearkombinationen

\sum _{j\in J_{0}}r_{j}a_{j},

wobei ${}J_{0}\subseteq J$ eine endliche Teilmenge und ${}r_{j}\in R$ ist.

Definition:Hauptideal

Ein Ideal ${}{\mathfrak {a}}$ in einem kommutativen Ring ${}R$ der Form

{}{\mathfrak {a}}=(a)=Ra=\{ra:\,r\in R\}\,

heißt Hauptideal.

Definition:Einheitsideal

Das Einheitsideal in einem kommutativen Ring ${}R$ ist der Ring selbst.

Definition:Summe von Idealen

Zu Idealen ${}{\mathfrak {a}},{\mathfrak {b}}\subseteq R$ in einem kommutativen Ring ${}R$ nennt man das Ideal

{}{\mathfrak {a}}+{\mathfrak {b}}={\left\{a+b\mid a\in {\mathfrak {a}},\,b\in {\mathfrak {b}}\right\}}\,

die Summe der Ideale.

Definition:Idealprodukt

Zu zwei Idealen ${}{\mathfrak {a}}$ und ${}{\mathfrak {b}}$ in einem kommutativen Ring wird das Produkt durch

{}{\mathfrak {a}}{\mathfrak {b}}={\left\{a_{1}b_{1}+a_{2}b_{2}+\cdots +a_{k}b_{k}\mid a_{i}\in {\mathfrak {a}},\,b_{i}\in {\mathfrak {b}}\right\}}\,

definiert.

Definition:Radikal

Ein Ideal ${}{\mathfrak {a}}$ in einem kommutativen Ring ${}R$ heißt Radikal (oder Radikalideal), wenn folgendes gilt: Falls ${}f^{n}\in {\mathfrak {a}}$ ist für ein ${}n\in \mathbb {N}$ , so ist bereits ${}f\in {\mathfrak {a}}$ .

Definition:Radikal zu einem Ideal

Es sei ${}R$ ein kommutativer Ring und ${}{\mathfrak {a}}\subseteq R$ ein Ideal. Dann nennt man die Menge

{\left\{f\in R\mid {\text{es gibt ein }}r{\text{ mit }}f^{r}\in {\mathfrak {a}}\right\}}

das Radikal zu ${}{\mathfrak {a}}$ . Es wird mit ${}\operatorname {rad} {\left({\mathfrak {a}}\right)}$ bezeichnet.

Definition:Primideal

Ein Ideal ${}{\mathfrak {p}}$ in einem kommutativen Ring ${}R$ heißt Primideal, wenn ${}{\mathfrak {p}}\neq R$ ist und wenn für ${}r,s\in R$ mit ${}r\cdot s\in {\mathfrak {p}}$ folgt: ${}r\in {\mathfrak {p}}$ oder ${}s\in {\mathfrak {p}}$ .

Definition:Maximales Ideal

Ein Ideal ${}{\mathfrak {m}}$ in einem kommutativen Ring ${}R$ heißt maximales Ideal, wenn ${}{\mathfrak {m}}\neq R$ ist und wenn es zwischen ${}{\mathfrak {m}}$ und ${}R$ keine weiteren Ideale gibt.

Definition:Hauptidealbereich

Ein kommutativer Ring, in dem jedes Ideal ein Hauptideal ist, heißt Hauptidealring. Ein integrer Hauptidealring heißt Hauptidealbereich.

Definition:Euklidische Restfolge

Es seien Elemente ${}a,b$ (mit $b\neq 0$ ) eines euklidischen Bereichs ${}R$ mit euklidischer Funktion ${}\delta$ gegeben. Dann nennt man die durch die Anfangsbedingungen ${}r_{0}=a$ und ${}r_{1}=b$ und die mittels der Division mit Rest

{}r_{i}=q_{i}r_{i+1}+r_{i+2}\,

rekursiv bestimmte Folge ${}r_{i}$ die Folge der euklidischen Reste.

Definition:Faktorieller Bereich

Ein Integritätsbereich heißt faktorieller Bereich, wenn jede Nichteinheit ${}f\neq 0$ sich als ein Produkt von Primelementen schreiben lässt.

Definition:Exponent

Es sei ${}R$ ein faktorieller Bereich und ${}p\in R$ ein Primelement. Dann heißt zu jedem ${}f\in R$ , ${}f\neq 0$ , die natürliche Zahl ${}n\in \mathbb {N}$ mit ${}p^{n}{|}f$ aber ${}p^{n+1}\not {|}f$ , der Exponent (oder die Ordnung) von ${}f$ zu ${}p$ . Er wird mit ${}\operatorname {exp} _{p}^{}{\left(f\right)}$ bezeichnet.

Definition:Gruppenhomomorphismus

Es seien ${}(G,\circ ,e_{G})$ und ${}(H,\circ ,e_{H})$ Gruppen. Eine Abbildung

\psi \colon G\longrightarrow H

heißt Gruppenhomomorphismus, wenn die Gleichheit

{}\psi (g\circ g')=\psi (g)\circ \psi (g')\,

für alle ${}g,g'\in G$ gilt.

Definition:Gruppenisomorphismus

Es seien ${}G$ und ${}H$ Gruppen. Einen bijektiven Gruppenhomomorphismus

\varphi \colon G\longrightarrow H

nennt man einen Isomorphismus (oder eine Isomorphie). Die beiden Gruppen heißen isomorph, wenn es einen Isomorphismus zwischen ihnen gibt.

Definition:Kern (Gruppenhomomorphismus)

Es seien ${}G$ und ${}H$ Gruppen und sei

\varphi \colon G\longrightarrow H

ein Gruppenhomomorphismus. Dann nennt man das Urbild des neutralen Elementes den Kern von ${}\varphi$ , geschrieben

{}\operatorname {kern} \varphi =\varphi ^{-1}(e_{H})={\left\{g\in G\mid \varphi (g)=e_{H}\right\}}\,.

Definition:Äquivalenzrelation zu einer Untergruppe

Es sei ${}G$ eine Gruppe und ${}H\subseteq G$ eine Untergruppe. Wir setzen ${}x\sim _{H}y$ (und sagen, dass ${}x$ und ${}y$ äquivalent sind) wenn ${}x^{-1}y\in H$ .

Definition:Nebenklassen

Es sei ${}G$ eine Gruppe und ${}H\subseteq G$ eine Untergruppe. Dann heißt zu jedem ${}x\in G$ die Teilmenge

{}xH={\left\{xh\mid h\in H\right\}}\,

die Linksnebenklasse von ${}x$ in ${}G$ bezüglich ${}H$ . Jede Teilmenge von dieser Form heißt Linksnebenklasse. Entsprechend heißt eine Menge der Form

{}Hy={\left\{hy\mid h\in H\right\}}\,

Rechtsnebenklasse (zu ${}y$ ).

Definition:Index (Untergruppe)

Zu einer Untergruppe ${}H\subseteq G$ heißt die Anzahl der (Links- oder Rechts-)Nebenklassen der Index von ${}H$ in ${}G$ , geschrieben

\operatorname {ind} _{G}H.

Definition:Normalteiler

Es sei ${}G$ eine Gruppe und ${}H\subseteq G$ eine Untergruppe. Man nennt ${}H$ einen Normalteiler, wenn

{}xH=Hx\,

für alle ${}x\in G$ ist, wenn also die Linksnebenklasse zu ${}x$ mit der Rechtsnebenklasse zu ${}x$ übereinstimmt.

Definition:Restklassengruppe

Es sei ${}G$ eine Gruppe und ${}H\subseteq G$ ein Normalteiler. Die Quotientenmenge

G/H

mit der aufgrund von Satz 12.1 eindeutig bestimmten Gruppenstruktur heißt Restklassengruppe von ${}G$ modulo ${}H$ . Die Elemente ${}[g]\in G/H$ heißen Restklassen. Für eine Restklasse ${}[g]$ heißt jedes Element ${}g'\in G$ mit ${}[g']=[g]$ ein Repräsentant von ${}[g]$ .

Definition:Ringhomomorphismus

Es seien ${}R$ und ${}S$ Ringe. Eine Abbildung

\varphi \colon R\longrightarrow S

heißt Ringhomomorphismus, wenn folgende Eigenschaften gelten:

${}\varphi (a+b)=\varphi (a)+\varphi (b)$ .
${}\varphi (1)=1$ .
${}\varphi (a\cdot b)=\varphi (a)\cdot \varphi (b)$ .

Definition:Charakteristik

Die Charakteristik eines kommutativen Ringes ${}R$ ist die kleinste positive natürliche Zahl ${}n$ mit der Eigenschaft ${}n\cdot 1_{R}=0$ . Die Charakteristik ist ${}0$ , falls keine solche Zahl existiert.

Definition:Nebenklasse (Ideal)

Es sei ${}R$ ein kommutativer Ring und ${}I\subseteq R$ ein Ideal in ${}R$ . Zu ${}a\in R$ heißt die Teilmenge

{}a+I={\left\{a+f\mid f\in I\right\}}\,

die Nebenklasse von ${}a$ zum Ideal ${}I$ . Jede Teilmenge von dieser Form heißt Nebenklasse zu ${}I$ .

Definition:Restklassenring

Es sei ${}R$ ein kommutativer Ring und ${}I\subseteq R$ ein Ideal in ${}R$ . Dann ist der Restklassenring ${}R/I$ (sprich „R modulo I“) ein kommutativer Ring, der durch folgende Daten festgelegt ist.

Als Menge ist ${}R/I$ die Menge der Nebenklassen zu ${}I$ .
Durch
${}(a+I)+(b+I):=(a+b+I)\,$

wird eine Addition von Nebenklassen definiert.
Durch
${}(a+I)\cdot (b+I):=(a\cdot b+I)\,$

wird eine Multiplikation von Nebenklassen definiert.
${}{\bar {0}}=0+I=I$ definiert das neutrale Element für die Addition (die Nullklasse).
${}{\bar {1}}=1+I$ definiert das neutrale Element für die Multiplikation (die Einsklasse).

Definition:Produktring

Es seien ${}R_{1},\ldots ,R_{n}$ kommutative Ringe. Dann heißt das Produkt

R_{1}\times \cdots \times R_{n},

versehen mit komponentenweiser Addition und Multiplikation, der Produktring der ${}R_{i}$ , ${}i=1,\ldots ,n$ .

Definition:Idempotentes Element

Ein Element ${}e$ eines kommutativen Ringes heißt idempotent, wenn ${}e^{2}=e$ gilt.

Definition:Eulersche ${}\varphi$ -Funktion

Zu einer natürlichen Zahl ${}n$ bezeichnet ${}{\varphi (n)}$ die Anzahl der Elemente von ${}(\mathbb {Z} /(n))^{\times }$ . Man nennt ${}{\varphi (n)}$ die Eulersche Funktion.

Definition:Quotientenkörper

Zu einem Integritätsbereich ${}R$ ist der Quotientenkörper ${}Q(R)$ als die Menge der formalen Brüche

{}Q(R)={\left\{{\frac {r}{s}}\mid r,s\in R,\,s\neq 0\right\}}\,

mit natürlichen Identifizierungen und Operationen definiert.

Definition:Endliche Körpererweiterung

Eine Körpererweiterung ${}K\subseteq L$ heißt endlich, wenn ${}L$ ein endlichdimensionaler Vektorraum über ${}K$ ist.

Definition:Grad einer Körpererweiterung

Es sei ${}K\subseteq L$ eine endliche Körpererweiterung. Dann nennt man die ${}K$ - Vektorraumdimension von ${}L$ den Grad der Körpererweiterung.

Definition:Algebra

Es seien ${}R$ und ${}A$ kommutative Ringe und sei ${}R\rightarrow A$ ein fixierter Ringhomomorphismus. Dann nennt man ${}A$ eine ${}R$ -Algebra.

Definition:Algebrahomomorphismus

Es seien ${}R$ und ${}S$ kommutative ${}K$ - Algebren über einem kommutativen Grundring ${}K$ . Dann nennt man einen Ringhomomorphismus

\varphi \colon R\longrightarrow S

einen ${}K$ -Algebrahomomorphismus, wenn er zusätzlich mit den beiden fixierten Ringhomomorphismen ${}K\rightarrow R$ und ${}K\rightarrow S$ verträglich ist.

Definition:Erzeugte Algebra

Es sei ${}A$ eine ${}R$ -Algebra und sei ${}f_{i}\in A$ , ${}i\in I$ , eine Familie von Elementen aus ${}A$ . Dann heißt die kleinste ${}R$ -Unteralgebra von ${}A$ , die alle ${}f_{i}$ enthält, die von diesen Elementen erzeugte ${}R$ -Algebra.[[Kategorie:erzeugte ${}R$ -Algebra (MSW)|~]] Sie wird mit ${}R[f_{i},\,i\in I]$ bezeichnet.

Definition:Algebraisches Element

Es sei ${}K$ ein Körper und ${}A$ eine kommutative ${}K$ - Algebra. Es sei ${}f\in A$ ein Element. Dann heißt ${}f$ algebraisch über ${}K$ , wenn es ein von ${}0$ verschiedenes Polynom ${}P\in K[X]$ mit ${}P(f)=0$ gibt.

Definition:Minimalpolynom

Es sei ${}K$ ein Körper und ${}A$ eine ${}K$ - Algebra. Es sei ${}f\in A$ ein über ${}K$ algebraisches Element. Dann heißt das normierte Polynom ${}P\in K[X]$ mit ${}P(f)=0$ , welches von minimalem Grad mit dieser Eigenschaft ist, das Minimalpolynom von ${}f$ .

Definition:Algebraischer Abschluss in Erweiterung

Es sei ${}K\subseteq L$ eine Körpererweiterung. Dann nennt man die Menge

{}M={\left\{x\in L\mid x{\text{ ist algebraisch über }}K\right\}}\,

den algebraischen Abschluss von ${}K$ in ${}L$ .

Definition:Algebraische Zahlen

Eine komplexe Zahl ${}z$ heißt algebraisch oder algebraische Zahl, wenn sie algebraisch über den rationalen Zahlen ${}\mathbb {Q}$ ist. Andernfalls heißt sie transzendent.

Definition:Quadratische Körpererweiterung

Eine endliche Körpererweiterung ${}K\subseteq L$ vom Grad zwei heißt eine quadratische Körpererweiterung.

Definition:Zerfällungskörper

Es sei ${}K$ ein Körper, ${}F\in K[X]$ ein Polynom und ${}K\subseteq L$ eine Körpererweiterung, über der ${}F$ in Linearfaktoren zerfällt. Es seien ${}a_{1},\ldots ,a_{n}\in L$ die Nullstellen von ${}F$ . Dann nennt man

{}K[a_{1},\ldots ,a_{n}]\subseteq L\,

einen Zerfällungskörper von ${}F$ .

Definition:Elementar konstruierbare Geraden und Kreise

Es sei ${}M\subseteq E$ eine Teilmenge der Ebene ${}E$ . Eine Gerade ${}G\subseteq E$ heißt aus ${}M$ elementar konstruierbar, wenn es zwei Punkte ${}P,Q\in M$ , ${}P\neq Q$ , derart gibt, dass die Verbindungsgerade von ${}P$ und ${}Q$ gleich ${}G$ ist. Ein Kreis ${}C\subseteq E$ heißt aus ${}M$ elementar konstruierbar, wenn es zwei Punkte ${}Z,S\in M$ , ${}Z\neq S$ , derart gibt, dass der Kreis mit dem Mittelpunkt ${}Z$ und durch den Punkt ${}S$ gleich ${}C$ ist.

Definition:Konstruierbar in einem Schritt

Es sei ${}M\subseteq E$ eine Teilmenge der Ebene ${}E$ . Dann heißt ein Punkt ${}P\in E$ aus ${}M$ in einem Schritt konstruierbar, wenn eine der folgenden Möglichkeiten zutrifft.

Es gibt zwei aus ${}M$ elementar konstruierbare Geraden ${}G_{1}$ und ${}G_{2}$ mit ${}G_{1}\cap G_{2}=\{P\}$ .
Es gibt eine aus ${}M$ elementar konstruierbare Gerade ${}G$ und einen aus ${}M$ elementar konstruierbaren Kreis ${}C$ derart, dass ${}P$ ein Schnittpunkt von ${}G$ und ${}C$ ist.
Es gibt zwei aus ${}M$ elementar konstruierbare Kreise ${}C_{1}$ und ${}C_{2}$ derart, dass ${}P$ ein Schnittpunkt der beiden Kreise ist.

Definition:Konstruierbare Punkte aus einer Startmenge

Es sei ${}M\subseteq E$ eine Teilmenge der Ebene ${}E$ . Dann heißt ein Punkt ${}P\in E$ aus ${}M$ konstruierbar (oder mit Zirkel und Lineal konstruierbar), wenn es eine Folge von Punkten

P_{1},\ldots ,P_{n}=P

gibt derart, dass ${}P_{i}$ jeweils aus ${}M\cup \{P_{1},\ldots ,P_{i-1}\}$ in einem Schritt konstruierbar ist.

Definition:Konstruierbare Zahl

Eine Zahl ${}z\in {\mathbb {C} }\cong E$ heißt konstruierbar oder konstruierbare Zahl, wenn sie aus der Startmenge ${}\{0,1\}\subset \mathbb {R} \subset {\mathbb {C} }$ mit Zirkel und Lineal konstruierbar ist.