c Karlheinz Spindler, Studiengang Angewandte Mathematik, Hochschule RheinMain, Studienort Wiesbaden 4. Aufgabenblatt Aufgabe (4.1) Gib ein Beispiel für eine Ringerweiterung R ⊆ S und ein Primideal P E R an, zu dem es kein Primideal Q E S gibt mit P = Q ∩ R. Aufgabe (4.2) Es sei R ⊆ S eine (nicht notwendigerweise ganze!) Ringerweiterung, und es sei P ein Primideal von R. Zeige, daß es genau dann ein Primideal Q von S gibt, das über P liegt, wenn die Bedingung P S ∩ R = P gilt. (Dabei ist P S das von P erzeugte P Ideal von S; es besteht aus allen endlichen Summen i pi si mit pi ∈ P und si ∈ S.) Hinweis: Ist die Bedingung P S ∩ R = P erfüllt, so setze Σ := R \ P und wähle Q als maximales Element der Menge M := {J ⊳ S | P S ⊆ J ⊆ S \ Σ}. Aufgabe (4.3) Es seien R ein Ring, I ein Ideal von R und Q ein Primideal mit I ⊆ Q. Zeige, daß die Menge M := {P E R | P prim, I ⊆ P ⊆ Q} nicht leer ist und ein minimales Element besitzt. Aufgabe (4.4) Es sei n ∈ Z \ {0, 1} eine quadratfreie √ ganze Zahl. Bestimme den ganzen Abschluß von Z in Q[ n]. Aufgabe (4.5) Es seien a, b ∈ R reelle Zahlen. Entscheide für jede der folgenden Aussagen, ob sie wahr oder falsch ist! (Jeweils Beweis oder Gegenbeispiel!) (a) Sind a und b algebraisch über Z, so ist auch a + ib algebraisch über Z. (b) Ist a + ib algebraisch über Z, so sind auch a und b algebraisch über Z. (c) Sind a und b ganz über Z, so ist a + ib ganz über Z. (d) Ist a + ib ganz über Z, so sind a und b ganz über Z. Aufgabe (4.6) (a) Finde alle rationalen Zahlen r ∈ Q, für die cos(rπ) und sin(rπ) rational sind. (b) Finde alle natürlichen Zahlen n ∈ N, für die cos(2π/n) rational ist. Aufgabe (4.7) Es sei R ⊆ S eine ganze Ringerweiterung, wobei S ein Integritätsbereich sei. Zeige, daß genau dann R ein Körper ist, wenn S ein Körper ist.
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