0 Daumen
641 Aufrufe

Aufgabe: Eine Primzahl ist eine natürliche Zahl, die genau zwei verschiedene Teiler hat. Ziel dieser Aufgabe ist es, die folgende Aussage zu beweisen: Für jedes \( n \in \mathbb{N}_{>1} \) gibt es ein eindeutiges \( s \in \mathbb{N} \) und (bis auf die Reihenfolge) eindeutige Primzahlen \( p_{1}, \ldots, p_{s} \), sodass\(n=p_{1} * p_{2} * * * p_{s}\)

(a) Beweisen Sie per vollständiger Induktion, dass es für jedes \( n \in \mathbb{N}_{>1} \) ein \( s \in \mathbb{N} \) und Primzahlen \( p_{1}, \ldots, p_{s} \) derart gibt, sodass \( n=p_{1} \cdot p_{2}  \cdots p_{s} \).

(c) Beweisen Sie, dass für alle natürlichen Zahlen \( a, b \geq 2 \) und jede Primzahl \( p \) gilt: Teilt \( p \) das Produkt \( a \cdot b \), so teilt \( p \) mindestens einen der Faktoren.

(d) Beweisen Sie per vollständiger Induktion: Sind \( s \in \mathbb{N}_{>1}, a_{1}, \ldots, a_{s} \in \mathbb{N}_{>1} \) und \( p \) eine Primzahl, die das Produkt \( a_{1} a_{2} \cdots a_{s} \) teilt, so teilt \( p \) mindestens einen der Faktoren \( a_{i}, i \in\{1, \ldots, s\} \)

(e) Folgern Sie die Eindeutigkeit der Primfaktorzerlegung per vollständiger Induktion.Hinweis: Nehmen Sie im Induktionsschritt an, dass \( n=p_{1} \cdots p_{2}=q_{1} \cdots q_{t} \) zwei Primfaktorzerlegungen von \( n \) sind, und folgern Sie, dass es ein \( i \in\{1, \ldots, t\} \) gibt mit \( p_{1}=q_{i} \).


Problem/Ansatz: Aufgabe b wurde mir schon erklart, aber ich glaub ich komm trotzdem nicht weiter mit a c d e. Kann wer vielleicht helfen?

Avatar von

1 Antwort

0 Daumen
 
Beste Antwort

a) Wir nehmen an, alle natürlichen Zahlen \( \leq n \) hätten eine solche Darstellung. Wenn \( n+1 \) keine echten Teiler hat, so sind wir fertig, da dann \( n+1 \) eine Primzahl ist. Nehmen wir also an, \( n+1=a \cdot b \) für \( a, b \in \mathbb{N}_{\leq n} . \) Dann könne wir \( a \) und \( b \) als Produkt von Primzahlen darstellen, und somit auch \( n+1 \).


c) Wir nehmen an, es gelte für alle  \( k\le s \). Für \( s+1 \) betrachten wir nun
\( \prod \limits_{k=1}^{s+1} a_{s} \)
Die Primzahl \(p\) teile nun das Produkt. Teilt nun \( p \) die Zahl \( a_{s+1} \), so sind wir fertig. Wenn nicht, so muss \( p \) das Produkt
\( \prod \limits_{k=1}^{s} a_{s} \)
teilen (hier verwenden wir die Induktionshypothese für \(s=2\)) und auf diese können wir dann unsere Induktionshypothese für \(s\) anwenden.

e) Das empfehle ich dir mal selbest zu versuchen, jetzt habe ich dir ja ein paar Induktionen gezeigt. Es ist ein sehr fundamentaler Satz und daher gut, wenn man es selbest hinkriegt.


Bemerkung: Du muss natürlich noch die Induktionsverankerungen nachweisen, dass habe ich hier mal ausgelassen.

Avatar von 4,8 k

vielen dank jetzt weiss ich was mir gefehlt hat

gerne die Antwort akzeptieren wenn sie hilfreich war.

Eine kurze Frage wie soll ich bei C diese Induktionshypothese fur s=2 machen ?

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community