Aufbau des Zahlensystems
Definition I.1 (Körper)
eine algebraische Struktur, in der die Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division auf eine bestimmte Weise durchgeführt werden kann
ein Körper ist eine Menge K, versehen mit zwei inneren zweistelligen Verknüpfungen „+“ und „⋅“
ein Körper erfüllt die Eigenschaften der sog. Körperaxiome
Die Körperaxiome
K1) für alle x, y, z ∈ K gilt (x + y) + z = x + (y + z)
Assoziativgesetz der Addition
K2) für alle x, y ∈ K gilt x + y = y + x
Kommutativgesetz der Addition
K3) es existiert ein Element O ∈ K, so dass für alle x ∈ K gilt x + O = x
Existenz eines neutralen Elements der Addition
K4) zu jedem x ∈ K existiert ein y ∈ K mit x + y = O
Existenz eines inversen Elements der Addition
K5) für alle x, y, z ∈ K gilt (x · y) · z = x · (y · z)
Assoziativgesetz der Multiplikation
K6) für alle x, y ∈ K gilt x · y = y · x
Kommutativgesetz der Multiplikation
K7) es existiert ein Element 1 ∈ K, so dass 1 ̸= O und für alle x ∈ K gilt x · 1 = x
Existenz eines neutralen Elements der Multiplikation
K8) zu jedem x ∈ K mit x ̸= O existiert ein y ∈ K mit x · y = 1
Existenz eines multiplikativen Inversen
K9) für alle x, y, z ∈ K gilt x · (y + z) = x · y + x · z
Distributivgesetz
[/= steht für ungleich]
Die gängigen Beispiele für Körper
die rationalen Zahlen (rationale Zahlen)
die reellen Zahlen (Dezimalzahlen)
die komplexen Zahlen (Zahlen mit imaginären Einheiten)
F2: ein Körper nur mit zwei Elementen (0,1)
Gegenbeispiel für einen Körper
die Menge K = Z erfüllt mit der üblichen Addition und Multiplikation die Axiome K1)-K7) und K9)
allerdings gibt es zum Beispiel zu 2 ∈ Z kein y ∈ Z mit 2 · y = 1
Lemma I.2 (Eindeutigkeit der neutralen Elemente)
es sei K ein Körper, dann existiert genau ein Element O ∈ K, so dass für alle x ∈ K gilt x + O = x
ebenso existiert genau ein Element 1 ∈ K mit 1 ̸= O, so dass für alle x ∈ K gilt x · 1 = x
Lemma I.3 (Kürzungsregeln)
Sei K ein Körper und es seien x, y ∈ K
wenn es ein a ∈ K gibt, sodass x + a = y + a, dann ist schon x = y
ebenso folgt aus der Existenz eines a ∈ K \{O} mit x · a = y · a direkt x = y
Lemma I.4 (Eindeutigkeit der inversen Elemente)
Sei K ein Körper und es sei x ∈ K
dann existiert genau ein Element y ∈ K, so dass x + y = O
ebenso existiert zu x ∈ K\{O} genau ein Element z ∈ K mit x · z = 1
Definition I.5
Satz I.6 (weitere Rechenregeln für Körper)
Definition I.7. (ein angeordneter Körper und die Ordnungsaxiome)
Satz I.8 (einfache Folgerungen aus den Ordnungsaxiomen)
Definition I.9 (der Betrag)
Satz I.10 (Eigenschaften des Betrags)
Definition I.11 (Supremum und Infimum)
Supremum
jedes Maximum ist ein Supremum, aber nicht jedes Supremum ist ein Maximum
muss nicht Teil der betrachtenden Menge sein
Last changed2 months ago