Ralf Goertz <m...@myprovider.invalid> schrieb:
>> folglich ist n² eine gerade Zahl.
>
>> Man kann nun leicht zeigen, dass dann auch n gerade ist.
>
> Schade, das wäre doch der springende Punkt. Wie zeigt man das leicht
> ohne Eindeutigkeit der PFZ? (Siehe unten)
Genaugenommen genügt eben das Euklidische Lemma für p = 2
(das Produkt ungerader Zahlen ist ungerade) - wie Du unten
richtig bemerkst, sogar für den Spezialfall gleicher Faktoren.
Dass der Beweis davon - wenn man ihn ganz ausführt - nicht ganz
trivial ist, hatte ich bereits in einem anderen Posting bemerkt.
Aber aus gegebenem Anlass wiederhole ich das Argument nochmal
kurz:
> findet sich im Artikel über Euklids Beweis: „Eine ganze Zahl wird gerade
> bzw. ungerade genannt, je nachdem ob sie durch 2 teilbar bzw. nicht
> teilbar ist. Das heißt: Eine gerade Zahl hat die Form 2m und eine
> ungerade Zahl die Form 2m+1, wobei m eine natürliche Zahl 1, 2, 3, …
> ist.
Das mathematische Problem ist in dem "das heißt" versteckt:
Man muss dazu zeigen, dass ungerade Zahlen diese Form haben
(dazu zeigt man per Induktion, dass jede Zahl entweder die
Gestelt 2k oder 2k+1 hat) *und* man muss zeigen, dass Zahlen
der Gestalt 2k + 1 ungerade sind, wobei man aufpassen sollte,
dabei nicht das Euklidische Lemma für p = 2 zu benutzen.
Das ist zwar nicht sehr schwer (wäre 2k + 1 = 2n, so wäre
2(n - k) = 1, die linke Seite gerade, die rechte ungerade),
aber:
Diese Argumentation ist schon nahezu die des üblichen
Beweises des Euklidischen Lemmas mit Hilfe des Satzes von
Bezout (nur, dass man letzteren Satz hier vermieden hat,
aber dafür mehrere andere Hilsbehauptungen benötigte.)
> Für p=3 kann ich analog argumentieren
Allgemeiner kann man mit dieser Methode sogar für jede
gegebene Primzahl p das Lemma von Euklid auf eine
Verifikation von endlich vielen Fällen zurückführen:
Man braucht dazu "Division mit Rest", also dass jede Zahl
eine Darstellung der Form pm + k mit k = 0, ...., p - 1
hat, und dass diese Zahl nur im Fall k = 0 durch p
teilbar (beides kann man analog oben zeigen).
Dann rechnet man in dieser Darstellung
(pm + k)(pn + j) = pN + (kj mod p)
mit einer natürlichen Zahl N. Man muss also "nur noch"
verifizieren, dass kj nicht durch p teilbar ist, wenn
k,j = 1, ..., p - 1.
Dies ist zwar formal ein Spezialfall des Euklidischen
Lemmas selbst, aber durch die Größenbeschränkung braucht
man für gegebenes p nur endlich viele Fälle zu
verifizieren.
Leider taugt der Ansatz scheinbar nicht als "voller"
Alternativbeweis zum Euklidischen Lemma, denn es
scheint keinen Beweis dieses Spezialfalls zu geben,
der nicht schon das allgemeine Euklidische Lemma
beweist.
Oder sieht jemand einen?
Du hast vom kleinen Fermat gesprochen. Ich sehe nicht,
wie der hier hilft, selbst nicht im Spezialfall j = k,
der ja für die Quadratwurzel einer Primzahl ausreicht.