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Aufgabe:

Zeigen Sie, dass ℝ kein endlich erzeugter ℚ-Vektorraum ist.


Problem/Ansatz :


Ich weiß nicht genau, wie man das beweisen soll. IMir wurde vorgeschlagen einen abstrakten Beweis durchzuführen aber leider keine Ahnung ob das richtig ist und wie man das genau macht.

Ich bedanke mich schon im Voraus.

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Konstruktiver Ansatz:

Schau dir \( \ln(2), \ln(3), \ln(5), ..., \ln(p_n) \) für \( n \in \mathbb N \) an, wobei \( p_n \) die n-te Primzahl sei. Folgere dass dieses System linear unabhängig ist. Nimm ne Linearkombination der 0, multipliziere mit dem Hauptnenner, wende ein paar Log-Regeln an und argumentiere dann mit der Eindeutigkeit der Primfaktorzerlegung. Da n beliebig ist, muss die Dimension dann größer jede natürliche Zahl sein, also unendlich.

Abstrakter Ansatz:

ℝ ist überabzählbar

ℚ ist abzählbar, insb ist für alle natürlichen Zahlen n die Menge ℚ^n abzählbar.

Falls ℝ endlichdimensionaler ℚ VR wäre, gäbe es einen Isom (Bijektion) zwischen ℝ und ℚ^d, wobei d der Dimension von ℝ als ℚ-VR entspricht.

Aber es gibt keine Bijektion zwischen etwas überabzählbarem und etwas abzählbarem. Das liefert direkt den Widerspruch.

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