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3.1.12 Satz (Lemma von Euklid). Seien \( a, b \in \mathbb{Z} \) und \( n \in \mathbb{N}_{+} \) gegeben mit \( \operatorname{ggT}(a, n)=1 \). Dann gilt
$$ n|a b \Longrightarrow n| b $$
Insbesondere gilt für \( p \in \mathbb{P} \), dass
$$ p \mid a b \Longrightarrow(p \mid a) \vee(p \mid b) $$
3 Ganzzahlige Arithmetik
$$ 30 $$
Beweis. Wegen \( n \mid a b \) existiert ein \( k \in \mathbb{Z} \) mit \( k n=a b . \) Mit Satz 3.1.11 existieren \( x, y \in \mathbb{Z} \) mit \( 1=x a+y n . \) Multiplizieren wir diese Gleichung mit \( b \), so erhalten wir
$$ b=b(x a)+b(y n)=(a b) x+n b y=(k n) x+n b y=n(k x+b y) $$
Dies bedeutet \( n \mid b \). Sei nun \( p \in \mathbb{P} \) eine Primzahl mit \( p \mid a b \). Für \( \operatorname{ggT}(a, p) \) gibt es nur zwei Fälle. Falls \( \operatorname{ggT}(a, p)=p \), so gilt \( p \mid a \). Falls ggT \( (a, p)=1 \), so folgt aus dem ersten Teil \( p \mid b \). Insgesamt folgt also \( (p \mid a) \vee(p \mid b) \).