Äquivalenzrelation muss drei Eigenschaften haben:
reflexiv, d.h. Für jedes x ∈ X gilt x ~ x
Für deinen Fall musst du (wegen der Def. von ~ ) also überlegen:
Gibt es für jedes x ∈ X ein k mit k≥1 und πk(x)=x.
Vielleicht habt ihr ja schon mal sowas bewiesen, dass die
Potenzen von π eine Untergruppe der Gruppe aller Permutationen
auf der Menge X bilden. Dann weißt du ja, dass idM eine solche Potenz ist,
also gibt es so ein k, die Rel. ist also reflexiv,
symmetrisch: Wenn x~y dann auch y~x , es gibt also k mit
πk(x)=y. Dann leistet die dazu inverse Permutation das nötige.
Und transitiv letztlich wegen der Abgeschlossenheit der Untergruppe.