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Aufgabe:

Sei \(\sim\) eine Äquivalenzrealation auf der Menge \(\mathbb{N} = \{0,1,2,3,4...\}\), so dass $$a \sim (a+5)\quad und\quad a \sim (a+8)$$
Für alle \(a \in \mathbb{N}\) gilt. 

a) Gilt \(1\sim 2\) ?
b) Wieviele Elemente hat der Quotient \(\mathbb{N}  /\sim ?\)


Problem/Ansatz:

a) Da ich keinen Ansatz habe, und nicht genau weiss was zu tun ist, habe ich einfach mal Folgendes Aufgelistet:

\(a \sim (a+5)\)
---------------------------
\(0 \sim (0+5) = 5\)
\(1 \sim (1+5) = 6\)
\(2 \sim (2+5) = 7\)
\(3 \sim (3+5) = 8\)
\(4 \sim (4+5) = 9\)
\(5 \sim (5+5) = 10\)
\(6 \sim (6+5) = 11\)
\(7 \sim (7+5) = 12\)
...

\(a \sim (a+8)\)
---------------------------
\(0 \sim (0+8) = 8\)
\(1 \sim (1+8) = 9\)
\(2 \sim (2+8) =  10\)
\(3 \sim (3+8) =  11\)
\(4 \sim (4+8) = 12\)
\(5 \sim (5+8) = 13\)
\(6 \sim (6+8) = 14\)
\(7 \sim (7+8) = 15\)
...



Fazit:
 
Hieraus sehe ich noch nicht ob \(1 \sim 2\) gilt. 

Aber wie ? 
Was muss gelten, damit \(1 \sim 2\) gilt? 
Was muss ich Prüfen und wie soll ich vorgehen ? 

Besten Dank ! 




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Es ist:

1 ~ 9 ~ 17

2 ~ 7 ~ 12 ~ 17

Also 1 ~ 2. Da ~ eine Äq.rel.

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Und für b) musst du das Vorgehen nur abstrahieren:

Es ist egal ob da 1 und 2 oder n und n+1 steht.

Also gilt für alle natürlichen Zahlen

n ~ n+1

Aufgrund der Transitivität sind also alle natürlichen Zahlen äquivalent zueinander. Ergo ist in der Faktormenge auch nur ein Element, nämlich ℕ.

Ich sehe es nicht unbedingt ein:
Danke aber das Problem ist,
dass ich nicht weiss was diese Äquivalenzrelation ist. 

Es gab schon einfachere Nachweise:

In einfacheren Fällen ist eine Relation gegeben. 
Zum Beispiel wenn eine bestimmte Zahl eine bestimmte Differenz teilt ist eine Relation gegeben, und diese Muss ich dann nachprüfen. 

Was ist das Problem hier:

Hier sehe ich nicht einmal was die Relation "macht". 
Deswegen weiss ich nicht, 
wo ich anfangen soll. 

Frage:

Kannst du mir erklären was diese Relation macht, oder kann man diese Relation auch anders umschreiben ? (Eventuell verstehe ich es dann) :)

dass ich nicht weiss was diese Äquivalenzrelation ist.

Hier sehe ich nicht einmal was die Relation "macht".
Deswegen weiss ich nicht,
wo ich anfangen soll.

Eine Äquivalenzrelation ist eine Relation die

- reflexiv: Für alle x gilt x ~ x

- symmetrisch: Für alle x und y gilt: Aus x ~ y folgt y ~x.

- transitiv: Für alle x,y und z gilt: Wenn x ~ y und y ~ z, dann ist auch x ~ z.

ist. Hier ist ~ jetzt einfach eine Äq.rel auf der Menge der natürlichen Zahlen, die aber zusätzlich noch:

a ~ (a+5) und a ~ (a+8)

für alle natürlichen Zahlen a erfüllt.

---

In a) sollst du ja nur 1 ~ 2 zeigen. Ich schätze 1 ~ 9 ~ 17 und 2 ~ 7 ~ 12 ~ 17 sind klar. Das ist einfach anwenden der beiden Zusatzeigenschaften. Aus der Transitivität folgt also 1~17 und 2~17. Symmetrie: 1~17 und 17~2, wieder Transitivität: 1 ~ 2.

Kannst du mir erklären was diese Relation macht, oder kann man diese Relation auch anders umschreiben ?

Der Sinn dieser Aufgabe ist vermutlich euch mit einer Relation arbeiten zu lassen die implizit und nicht explizit definiert ist. Du sollst dir also selbst erklären, wie diese Relation aussieht. Das passiert in Aufgabe b)

Wenn du das vorgehen aus a) abstrahierst:

n ~ n+8 ~ (n+8)+8 = n + 16

(n+1) ~ (n+1)+5 ~ ((n+1)+5)+5 = n + 16

Siehst du ja, dass n ~ (n+1) für alle natürlichen Zahlen gilt. Wenn du dir jetzt zwei natürliche Zahlen wählst, nennen wir sie mal n und m und ohne Einschränkung soll n < m gelten. Dann folgt mit den bisherigen Überlegungen:

n ~ (n+1) ~ n+1+1 ~ ... ~ n+1+1+...+1 ~ m

Also stehen bezüglich dieser Relation alle natürlichen Zahlen paarweise in Relation zueinander. Das heißt es gibt nur eine Äquivalenzklasse.

Super Erklärung.

Auch das mit der impliziten-, statt expliziten Relation.

Ich bin leider nicht mehr am Arbeitsplatz, aber ich danke dir für deine Mühe.


Ich kann es frühestens mirgen Abend wieder anschauen und ansonsten hätte ich am Freitag Zeit.


Kann ich dann trotzdem noch Rückfragen ?


Besten Dank und viele Grüsse !

Kann ich dann trotzdem noch Rückfragen ?

Natürlich! Der Sinn ist ja, dass deine Fragen geklärt werden.

Perfekt, vielen Dank!

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