Gruppenordnung, Ordnung eines Gruppenelements

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Die Ordnung einer Gruppe

Definition (Gruppenordnung)

Es sei [G,⊙] eine Gruppe. Unter der Ordnung |G| von [G,⊙] versteht man die Anzahl der Elemente der Menge G.

Beispiele

  • [ℤ5,⊕]:|ℤ5|=5
  • [ℤ5,⊙]:|ℤ5|=4
  • [ℚ,+]:|ℚ|=∞

Potenzschreibweisen in Gruppen

Aus der Schule bekannt

Potenzen sind aus der Schule bezüglich der Multiplikation reeller Zahlen bekannt:

  • 35:=3⋅3⋅3⋅3⋅3=243
  • 5−3:=5−1⋅5−1⋅5−1=15⋅15⋅15=153=1125=0,008
  • an:=a⋅a⋅a⋅…⋅a⏟n−mal,,a∈ℝ,n∈ℕ
  • a−n:=a−1⋅a−1⋅…⋅a−1⏟n−mal=1a⋅a⋅a⋅…⋅a⏟n−mal,a∈ℝ,n∈ℕ

Verallgemeinerung auf beliebige Gruppen

Beispiele

Beispiel 1: [ℤ5,⊕]

  • 2‾3=2‾⊕2‾⊕2‾=2+2+2‾=6‾=1‾
  • 2‾−3=3‾3=3‾⊕3‾⊕3‾=3+3+3‾=9‾=4‾

Definition Potenz gz eines Gruppenelements für z∈ℤ,z≥0

Es sei [G,⊕] eine Gruppe mit dem Neutralelement n. Für beliebige Elemente g∈G und ganze Zahlen z≥0 definieren wir:

  1. gz:=nfallsz=0
  2. gz:=gz−1⊕gfallsz>0

Definition Potenz gz eines Gruppenelements für z∈ℤ,z<0

Es sei [G,⊕] eine Gruppe und z∈ℤ,z<0. Ferner sei g eine beliebiges Gruppenelement und g−1 sein Inverses in [G,⊕].

  1. gz:=g−1fallsz=−1
  2. gz:=gz+1⊕g−1fallsz<−1

Die Ordnung eines Gruppenelements

Definition (Ordnung eines Gruppenelements)

Es sei [G,⊙] eine Gruppe.

Die Ordnung eines Elements g∈G ist die kleinste natürliche Zahl n für die gilt:

gn=e