Im Prinzip bist Du hier auf Kurs, allerdings verwirrend aufgeschrieben und unvollständig.
Zunächst solltest Du hinschreiben, ob Du die Rückrichtung oder Hinrichtung zeigst.
Hier eine Beweisskizze zur Hinrichtung:
Vor.: Sei G eine Gruppe, die keine nicht-trivialen Untergruppen besitzt.
Z.Z.: G ist zyklisch und von Primzahlordnung.
Bew: Sei g∈G∖{e}. Sei (g) die von g erzeugte Untergruppe. Wegen Vor. ist (g)=G. Also ist G zyklisch.
Wäre G unendlich, dann wäre G isomorph zu Z, und zwar vermöge dem Isomorphismus I:Z→G,I(z)=gz.
Da Z nicht-triviale UG besitzt, muss G endlich sein. Setze n=|G|.
So, und nun kommt der Beweisteil, den Du schon skizziert hast.
Dein m fällt vom Himmel. Es sollte aber sozusagen parallel zum k eingeführt werden, z.B. so:
"Annahme, es gäbe k,m so, dass 1<k,m<n und n=mk."
Die "*" vor dem m und hinter der 1 können getrost weg.
Die Aussage ord(g)<n hast Du dann beweisen.
Dann hinschreiben: "Das ist ein Widerspruch zu (g)=G, denn ord(g)=|(g)|=|G|=n".
Deine Gleichung "1≰gk≰=G" kann weg.
Beweisskizze Rückrichtung:
Vor.: G ist zyklisch und von Primzahlordnung.
Z.Z..: G besitzt keine nicht-trivialen Untergruppen besitzt.
Bew.:
Ann.: U sei nicht triviale Untergruppe von G.
Sei u∈U∖{1}. Dann ist 1<ord(u)≤|U|<n.
ord(u) ist Teiler von n. Widerspruch zu "n ist prim".
Wie man sieht, muss "G endlich" nicht vorausgesetzt werden.
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Habe die Aufgabe mittlerweile vollständig gelöst - aber dennoch vielen vielen Dank für deine ausführliche Beweisskizze (hat mir Verständnismaßig dann doch noch an einigen stellen weitergeholfen :))
Ich wünsche dir noch schöne Weihnachtsfeiertage :)
LG Euler ─ euler03 26.12.2023 um 14:33