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Körper mit 8 Elementen: Beweis gesucht

Frage: Körper mit 8 Elementen: Beweis gesucht
(5 Antworten)


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Hallo zusammen! Ich habe ein Problem mit folgender Aufgabe:


Sei p(X) = X³ + X² + 1 in F_2[X] (F_2 der Körper mit 0 und 1)
Ich soll zeigen, dass K = F_2[X]/<p(X)> ein Körper mit 8 Elementen ist.

Ich habe bereits gezeigt, dass p irreduzibel ist und daraus folgt, dass K ein Körper ist.
Ich kann mir nur leider nicht vorstellen wie K 8 Elemente haben soll.

Ist F_2[X]/<p(X)> nicht definiert als { f*<p(X)> | f in F_2[X] } ?
Für mich sieht es so aus als hätte diese Menge unendlich viele Elemente, da der Grad von f doch unendlich groß werden kann.

Wäre nett, wenn mir jemand sagen könnte, wo mein Denkfehler liegt. :)
Frage von TheMonotype (ehem. Mitglied) | am 26.01.2014 - 09:40


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Antwort von v_love | 26.01.2014 - 20:59
klar können die polynome in F_2[X] beliebig hohen grad haben, daraus kannst du aber nicht schließen, dass dein körper unendlich viele elemente besitzt.

etwa ist p(X)=0 (also das neutrale element im körper F_2[X]/(p(X)), ebenso ist natürlich z.b. p(X)^1000=0^1000=0.

die elemente von F_2[X]/(p(X)) kann man als polynome mit grad <=2 und koeffizienten in F_2 identifizieren, und davon gibt es nunmal 2³=8 stück.


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Antwort von TheMonotype (ehem. Mitglied) | 27.01.2014 - 17:11
Ja, wie man auf die 2³ kommt war mir irgendwie schon klar, nur ist mir nicht genau klar, wieso man diesen Körper mit Polynomen vom Grad <= 2 identifizieren kann. Also ich stelle es mir halt in der Art wie bei Z/mZ vor, nur kann ich es formal nicht genau "beweisen". Heißt das, dass nur der Grad von p(X) relevant ist? Also sieht mein Körper für alle p(X) mit Grad 3 gleich aus?


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Antwort von shiZZle | 28.01.2014 - 00:24
Könnte der Körper vielleicht so aussehen?

x^2 + x + 1
x^2 + 1
x^2 + x
x^2
x + 1
x
1
0

Bin gerade unsicher, aber würde eigentlich Sinn machen.


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Antwort von v_love | 29.01.2014 - 00:04
"Heißt das, dass nur der Grad von p(X) relevant ist?"

ja

"Also sieht mein Körper für alle p(X) mit Grad 3 gleich aus?"

nein, i.a. ist F_2[X]/(p) kein körper.

man kann aber immer F_2[X]/(p) als F_2 -VR auffasen und dieser hat die dimension grad p.
die begründung ist (mehr oder weniger) grundschulmathematik. nach dem satz über polynomdivision kann man ein beliebig polynom h in F_2[X] in polynome q und r in F_2[X] so zerlegen, dass h=p*q+r und grad r<grad p, damit ist die dimension des obigen VR höchstens grad p, sie ist auch mindestens grad p, weil aus c_1*X^0+...+c_{grad p}*X^(grad P-1)=0 (für alle X) folgt c_1+...+c_{grad p} und hieraus wiederum c_1=...=c_{grad p}

gut, da F_2 die mächtigkeit 2 hat, ist klar wie viele elemente K enthält.


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Antwort von TheMonotype (ehem. Mitglied) | 31.01.2014 - 19:38
Alles klar, vielen Dank für die Hilfe!

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