Kurs:Körper- und Galoistheorie (Osnabrück 2018-2019)/Arbeitsblatt 22/latex

\setcounter{section}{22}






\zwischenueberschrift{Aufwärmaufgaben}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{K }
{ \subseteq }{L }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} eine \definitionsverweis {endliche Körpererweiterung}{}{.} Zeige, dass diese Erweiterung genau dann \definitionsverweis {normal}{}{} ist, wenn die \definitionsverweis {normale Hülle}{}{} gleich $L$ ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $K$ ein \definitionsverweis {Körper}{}{} und
\mathl{F \in K[X]}{} ein \definitionsverweis {irreduzibles Polynom}{}{.} Zeige, dass die \definitionsverweis {normale Hülle}{}{} der \definitionsverweis {Körpererweiterung}{}{}
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{K }
{ \subseteq }{ K[X]/(F) }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} gleich dem \definitionsverweis {Zerfällungskörper}{}{} von $F$ ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei
\mathl{K \subseteq L}{} eine \definitionsverweis {auflösbare Körpererweiterung}{}{.} Es sei
\mathl{K \subseteq K'}{} eine weitere Körpererweiterung und es sei
\mathl{L'=LK'}{} das \definitionsverweis {Kompositum}{}{} von \mathkor {} {L} {und} {K'} {} \zusatzklammer {das in einem gewissen Oberkörper gebildet sei} {} {.} Zeige, dass auch
\mathl{K' \subseteq L'}{} auflösbar ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $K$ ein \definitionsverweis {Körper}{}{} und seien
\mathl{P,F \in K[X]}{} nichtkonstante Polynome. Wir setzen
\mathl{Q=P(F)}{} \zusatzklammer {in $P$ wird also das Polynom $F$ eingesetzt} {} {.} Zeige, dass man den \definitionsverweis {Zerfällungskörper}{}{} von $P$ in den Zerfällungskörper von $Q$ einbetten kann.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $K$ ein \definitionsverweis {Körper}{}{} und sei
\mathl{P \in K[X]}{} ein \definitionsverweis {auflösbares Polynom}{}{.} Zeige, dass auch
\mathl{P(X^n)}{} auflösbar ist.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{}
{

Es sei
\mathl{P \in\Q[X]}{} ein Polynom vom Grad $3$. Zeige mit Mitteln der Galoistheorie, dass $P$ auflösbar ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei
\mathl{P \in \Q[X]}{} ein Polynom vom Grad $3$. Setze die Körpererweiterungen von $\Q$, die sich aus der Cardanoschen Formel ergeben, mit den Körpererweiterungen in Beziehung, die sich aus der Galoistheorie über Satz 22.6 ergeben.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Man gebe ein Beispiel für einen Körper $K$ und zerfallende Polynome
\mathl{F,G \in K[X]}{} derart, dass die Einsetzung
\mathl{F(G)}{} nicht zerfällt.

}
{} {}






\zwischenueberschrift{Aufgaben zum Abgeben}




\inputaufgabe
{3}
{

Es sei $n$ eine ungerade Zahl. Man gebe eine \definitionsverweis {Körpererweiterung}{}{}
\mathl{\Q \subseteq L}{} vom \definitionsverweis {Grad}{}{} $n$ derart, dass
\mathl{\operatorname{Gal}\, ( L {{|}} \Q )}{} trivial ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{2}
{

Es seien \mathkor {} {K \subseteq L} {und} {L \subseteq M} {} \definitionsverweis {auflösbare Körpererweiterungen}{}{.} Zeige, dass auch
\mathl{K \subseteq M}{} auflösbar ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{2}
{

Es seien \mathkor {} {F} {und} {G} {} \definitionsverweis {auflösbare Polynome}{}{} über einem Körper $K$. Zeige, dass das Produkt $FG$ ebenfalls auflösbar ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{8 (5+3)}
{

Es sei
\mathl{E \subseteq \R^2}{} ein reguläres $n$-Eck \zusatzklammer {\mathlk{n \geq 3}{}} {} {} mit den Eckpunkten
\mathl{v_1 , \ldots , v_n}{,} und es sei $V$ der von diesen Eckpunkten \definitionsverweis {erzeugte}{}{} $\Q$-\definitionsverweis {Vektorraum}{}{.}

a) Zeige die Abschätzungen
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{\varphi(n) }
{ \leq} { \dim_{ \Q } { \left( V \right) } }
{ \leq} {\varphi(n) + 1 }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{.} \zusatzklammer {Dabei bezeichnet $\varphi(n)$ die \definitionsverweis {eulersche $\varphi$-Funktion}{}{}} {} {.}

b) Zeige, dass in (a) sowohl links als auch rechts Gleichheit gelten kann.

}
{} {}