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Kurs:Zahlentheorie (Osnabrück 2008)/Arbeitsblatt 23/latex

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\inputaufgabe
{2}
{

Es sei $R$ ein \definitionsverweis {Integritätsbereich}{}{} mit \definitionsverweis {Quotientenkörper}{}{}
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ K }
{ = }{ Q(R) }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.} Es sei
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ R }
{ = }{ \bigcap_{i \in I} R_i }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{,} wobei die
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ R_i }
{ \subseteq }{K }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{,}
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ i }
{ \in }{ I }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{,} alle \definitionsverweis {diskrete Bewertungsringe}{}{} seien. Zeige: $R$ ist \definitionsverweis {normal}{}{.}

}
{} {}




\inputaufgabe
{4}
{

Es sei
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ D }
{ \neq }{ 1 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} \definitionsverweis {quadratfrei}{}{} und
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ D }
{ = }{ 1 \mod 4 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.} Finde in
\mathl{\Z[\sqrt{D}]}{} ein \definitionsverweis {Primideal}{}{} ${\mathfrak p}$ derart, dass die \definitionsverweis {Lokalisierung}{}{} an ${\mathfrak p}$ kein \definitionsverweis {diskreter Bewertungsring}{}{} ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{2}
{

Bestimme den \definitionsverweis {Hauptdivisor}{}{} zur Gaußschen Zahl
\mathl{5+7 { \mathrm i}}{.}

}
{} {}




\inputaufgabe
{4}
{

Es sei
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{R }
{ = }{ \Z[\sqrt{-5}] }
{ = }{ \Z \oplus \Z \sqrt{-5} }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} der \definitionsverweis {quadratische Zahlbereich}{}{} zu
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{D }
{ = }{-5 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.} Betrachte in $R$ die Zerlegung
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ 2 \cdot 3 }
{ =} { (1+\sqrt{-5} )(1-\sqrt{-5}) }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{.} Zeige, dass die beteiligten Elemente \definitionsverweis {irreduzibel}{}{,} aber nicht \definitionsverweis {prim}{}{} sind, und bestimme für jedes dieser vier Elemente die Primoberideale. Bestimme die \definitionsverweis {Hauptdivisoren}{}{} zu diesen Elementen.

}
{} {}




\inputaufgabe
{3}
{

Es sei $R$ ein \definitionsverweis {Zahlbereich}{}{} und
\mathl{f,g \in R}{,}
\mathl{f,g \neq 0}{.} Zeige ohne Verwendung des Bijektionssatzes, dass die \definitionsverweis {Hauptdivisoren}{}{} $\operatorname{div} { \left( f \right) }$ und
\mathl{\operatorname{div} { \left( g \right) }}{} genau dann gleich sind, wenn $f$ und $g$ \definitionsverweis {assoziiert}{}{} sind.

}
{} {}




\inputaufgabe
{3}
{

Es sei $R$ ein \definitionsverweis {Zahlbereich}{}{} und sei
\mathbed {f \in R} {}
{f \neq 0} {}
{} {} {} {.} Zeige die beiden folgenden Äquivalenzen:

Das Element $f$ ist genau dann \definitionsverweis {prim}{}{,} wenn der zugehörige \definitionsverweis {Hauptdivisor}{}{}
\mathl{\operatorname{div} { \left( f \right) }}{} die Gestalt $1 {\mathfrak p}$ mit einem \definitionsverweis {Primideal}{}{}
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{{\mathfrak p} }
{ \neq }{ 0 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} besitzt.

Das Element $f$ ist genau dann \definitionsverweis {irreduzibel}{}{,} wenn
\mathl{\operatorname{div} { \left( f \right) }}{} minimal unter allen effektiven Hauptdivisoren $\neq 0$ ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{2}
{

Es sei $R$ ein \definitionsverweis {Zahlbereich}{}{} und sei
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{f }
{ \in }{R }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} als ein Produkt
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{f }
{ =} { u p_1^{\nu_1} \cdots p_r^{\nu_r} }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} mit \definitionsverweis {Primelementen}{}{} $p_i$ und einer \definitionsverweis {Einheit}{}{} $u$ gegeben. Zeige, dass dann für den zugehörigen \definitionsverweis {Hauptdivisor}{}{} die Gleichheit
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ \operatorname{div} { \left( f \right) } }
{ =} { \nu_1 (p_1) + \cdots + \nu_r (p_r) }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} gilt, wobei die $(p_i)$ die von $p_i$ erzeugten \definitionsverweis {Primideale}{}{} bezeichnen.

}
{} {}




\inputaufgabe
{7}
{

Es sei
\mathl{n \geq 2}{} eine \definitionsverweis {natürliche Zahl}{}{.} Zeige, dass die folgenden Aussagen äquivalent sind. \aufzaehlungsieben{$n$ ist die \definitionsverweis {Potenz}{}{} einer \definitionsverweis {Primzahl}{}{.} }{Der Restklassenring
\mathl{{\mathbb Z}/(n)}{} ist \definitionsverweis {zusammenhängend}{}{.} }{Der Restklassenring
\mathl{{\mathbb Z}/(n)}{} ist \definitionsverweis {lokal}{}{.} }{Die \definitionsverweis {Reduktion}{}{} von
\mathl{{\mathbb Z}/(n)}{} ist ein \definitionsverweis {Körper}{}{.} }{Jeder Nullteiler von
\mathl{{\mathbb Z}/(n)}{} ist \definitionsverweis {nilpotent}{}{.} }{Der Restklassenring
\mathl{{\mathbb Z}/(n)}{} besitzt genau ein \definitionsverweis {Primideal}{}{.} }{Der Restklassenring
\mathl{{\mathbb Z}/(n)}{} besitzt genau ein \definitionsverweis {maximales Ideal}{}{.} }

}
{} {}