Die abelsche Gruppe der Pfeilklassen 2012 13

Aus Geometrie-Wiki

Vorbemerkung

Ich hab das hier mal alles recht abstrakt zusammen getragen. Sinn macht diese Zusammenstellung erst, wenn sie grafisch mittels dynamischer Geometrie unterlegt wird ... .--*m.g.* 17:56, 12. Dez. 2012 (CET)

Die Menge und die Verknüpfung

Wir fassen alle Pfeilklassen des Raumes bzw. der Ebene zu jeweils einer Menge zusammen. Als Verknüpfung wählen wir die Addition von Pfeilklassen. Mit $ \mathbb {P} _{2} $ wollen wir die Menge der Pfeilklassen der Ebene bezeichnen, mit $ \mathbb {P} _{3} $ die Menge der Pfeilklassen des Raumes.

Die Eigenschaften

Abgeschlossenheit

Die Addition zweier Pfeilklassen der Ebene bzw. des Raumes ist wiederum eine Pfeilklasse der Ebene bzw. des Raumes.
$ \forall {\vec {u}},{\vec {v}}\in \mathbb {P} _{2}:{\vec {u}}+{\vec {v}}\in \mathbb {P} _{2} $
$ \forall {\vec {u}},{\vec {v}}\in \mathbb {P} _{3}:{\vec {u}}+{\vec {v}}\in \mathbb {P} _{3} $

Assoziativität

$ \forall {\vec {a}},{\vec {b}},{\vec {c}}\in \mathbb {P} _{2}:({\vec {a}}+{\vec {b}})+{\vec {c}}={\vec {a}}+({\vec {b}}+{\vec {c}}) $
$ \forall {\vec {a}},{\vec {b}},{\vec {c}}\in \mathbb {P} _{2}:({\vec {a}}+{\vec {b}})+{\vec {c}}={\vec {a}}+({\vec {b}}+{\vec {c}}) $

Neutrales Element

$ \exists {\vec {o}}\in \mathbb {P} _{2}:\forall {\vec {v}}\in \mathbb {P} _{2}:{\vec {o}}+{\vec {v}}={\vec {v}}+{\vec {o}}={\vec {v}} $
$ \exists {\vec {o}}\in \mathbb {P} _{3}:\forall {\vec {v}}\in \mathbb {P} _{3}:{\vec {o}}+{\vec {v}}={\vec {v}}+{\vec {o}}={\vec {v}} $

Die Pfeilklasse des Raumes bzw. der Ebene, die den Nullpfeil enthält, leistet das Verlangte.

Inverse Elemente

$ \forall {\vec {u}}\in \mathbb {P} _{2}\exists -{\vec {u}}\in \mathbb {P} _{2}:{\vec {u}}+(-{\vec {u}})=(-{\vec {u}})+{\vec {u}}={\vec {o}} $
$ \forall {\vec {u}}\in \mathbb {P} _{3}\exists -{\vec {u}}\in \mathbb {P} _{3}:{\vec {u}}+(-{\vec {u}})=(-{\vec {u}})+{\vec {u}}={\vec {o}} $

Das inverse Element zur Pfeilklasse mit dem Repräsentanten $ {\vec {AB}} $ ist die Pfeilklasse mit dem Repräsentanten $ {\vec {BA}} $.
(Sowohl im Raum als auch in der Ebene).

Fazit 1

$ \left(\mathbb {P} _{2},+\right) $ ist Gruppe,
$ \left(\mathbb {P} _{3},+\right) $ ist Gruppe,

Kommutativität

$ \forall {\vec {u}},{\vec {v}}\in \mathbb {P} _{2}:{\vec {u}}+{\vec {v}}={\vec {v}}+{\vec {u}} $
$ \forall {\vec {u}},{\vec {v}}\in \mathbb {P} _{3}:{\vec {u}}+{\vec {v}}={\vec {v}}+{\vec {u}} $

Fazit 2

$ \left(\mathbb {P} _{2},+\right) $ ist abelsche Gruppe,
$ \left(\mathbb {P} _{3},+\right) $ ist abelsche Gruppe.