Gruppendefinition (lang): Unterschied zwischen den Versionen

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Eine nichtleere Menge <math>G</math> zusammen mit einer Verknüpfung <math>\oplus</math> heißt Gruppe, wenn gilt:
 
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# <math>\oplus</math> ist abgeschlossen auf <math>G</math>: <math>\forall a, b \in G: a \oplus b \in G</math>
 
# <math>\oplus</math> ist abgeschlossen auf <math>G</math>: <math>\forall a, b \in G: a \oplus b \in G</math>
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# <math>\oplus</math> ist assoziativ auf <math>G</math>:  <math>\forall a, b, c: (a \oplus b) \oplus a = a \oplus (b \oplus c)</math>.
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# <math>\oplus</math> ist assoziativ auf <math>G</math>:  <math>\forall a, b, c: (a \oplus b) \oplus a = a \oplus (b \oplus c)</math>
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# Es gibt in <math>G</math> bzgl. <math>\oplus</math> ein neutrales Element <math>n</math>: <math>\exists n \in G \forall a \in G: a \oplus n = n \oplus a = a</math>
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# Jedes Element aus <math>G</math> hat in <math>G</math> ein inverses Element bzgl. <math>\oplus</math>: <math>\forall a \in G \exists -a \in G: a \oplus -a=-a \oplus a= n</math>.
 
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Version vom 5. November 2017, 17:21 Uhr

Inhaltsverzeichnis

Definitionen

Definition 1: (Algebraische Struktur)

Eine Menge S zusammen mit einer Operation o oder Relation r auf dieser Menge nennt man algebraische Struktur.

Schreibweise:
[S, o] bzw [S, r]

Definition 2: (Halbgruppe)

Eine algebraische Struktur [H, \odot] heißt Halbgruppe, wenn \odot auf H abgeschlossen und assoziativ ist.
D.h. es gilt:

  1. (Abgeschlossenheit) \forall a,b \in H: a \odot b \in H
  2. (Assoziativität) \forall a, b, c: (a \odot b) \odot a = a \odot (b \odot c).

Definition 3: (Monoid)

Eine Halbgruppe [M, \odot] heißt Monoid, wenn sie ein Einselement hat:

  • (Einselement) \exists e \in M \forall a \in M: e \odot a = a \odot e = a

Definition 4: (Gruppe)

Ein Monoid [G, \odot] heißt Gruppe, wenn jedes Element von G in G ein inverses Element bzgl. \odot hat:

  • (inverse Elemente) \forall a \in G \exist a^{-1} \in G: a \odot a^{-1}= a^{-1} \odot a = e

Definition 5: (Abelsche Gruppe)

Wenn in einer Gruppe [G,\odot] für alle Gruppenelemente a und b a \odot b=b\odot a gilt, dann heißt [G,\odot] kommutative oder abelsche Gruppe.

Bemerkungen

Additiv geschriebene Gruppen

Unsere bisherigen Definitionen waren in gewisser Weise "multiplikativ" geschrieben. Bezieht man sich auf eine Struktur mit einer Operation, die eher "additiv" zu verstehen ist, spricht man häufig vom neutralen Element n und schreibt die die Inversen als -a.
Wir geben im Folgenden die Langfassung einer Gruppendefinition, die additiv geschrieben ist und sich nicht auf bereits definierte Strukturen stützt.

Definition 4*: (Gruppe, Langfassung)

Eine nichtleere Menge G zusammen mit einer Verknüpfung \oplus heißt Gruppe, wenn gilt:

  1. \oplus ist abgeschlossen auf G: \forall a, b \in G: a \oplus b \in G
  2. \oplus ist assoziativ auf G: \forall a, b, c: (a \oplus b) \oplus a = a \oplus (b \oplus c)
  3. Es gibt in G bzgl. \oplus ein neutrales Element n: \exists n \in G \forall a \in G: a \oplus n = n \oplus a = a
  4. Jedes Element aus G hat in G ein inverses Element bzgl. \oplus: \forall a \in G \exists -a \in G: a \oplus -a=-a \oplus a= n.
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