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§21.
Die Dimensionen der Polygonklassen.
1. Die Polygone einer Klasse bilden eine Schar von
endlicher Dimension, welche die Dimension der Klasse
heißen soll.
Beweis. Wählt man in einer Klasse A, deren Ordnung m sei,
irgend s Polygone 2l x , 21 2 , , .. 2l s aus, so gehören alle Polygone der
Schar (2l x , 2l 2 , ... 21 s ) zugleich in die Klasse A. Die Anzahl der linear
unabhängigen Polygone, die in A enthalten sind, kann daher gewiß
nicht größer sein als m + 1, weil man sonst (nach § 20, 2.) in der
Klasse ein durch ein beliebiges (m + 1)-Eck teilbares Polygon finden
könnte, was widersinnig ist. Wenn daher s die Maximalzahl der
linear unabhängigen Polygone 21 x , 21 2 , . .. 2l s der Klasse A ist, so
muß jedes Polygon dieser Klasse in der Schar (21 x , 21 2 , ... 2l s ) enthalten
sein, und s ist die Dimension der Klasse. Das System der
Polygone 21 x , 21 2 , ... 21 s soll eine Basis der Klasse genannt werden.
Die isolierten Polygone bilden Klassen von der Dimension 1.
2. Gibt es in einer Klasse G s und nicht mehr linear unab
hängige, durch ein gegebenes Polygon 21 der Klasse A teilbare
Polygone
= «ö Xf <£, = 2l23 a , ... = «».,
so ist C durch A teilbar, und es existieren in G auch ebenso viele
linear unabhängige Polygone
<g; = «'» x , €; = «'»„ ... c; = «'«.,
welche durch ein beliebiges mit 21 äquivalentes Polygon 21' teilbar
sind (§18, 8.; § 19, 4.). Diese Zahl s hängt daher nur von den
beiden Klassen i, O ab und kann füglich mit {A, G) bezeichnet
werden. Der Wert des Symbols {A, G) ist gleich 0 zu setzen, wenn C
nicht durch A teilbar ist. Die Dimension einer Klasse A wird hier
nach mit (O, A) bezeichnet, wo 0 die aus dem Nulleck D bestehende
Klasse bedeutet. Ist (nach § 18, 8.)
G = AB,
so folgt:
(1) (A,C) = (A, AB) — (O, B)-
denn die Polygone 23 x , 23 2 , , . . 23 s , die sämtlich in B enthalten sind,
sind linear unabhängig, daher (0, B) gewiß nicht kleiner als s. Ist
umgekehrt 23 ein beliebiges Polygon der Klasse B, so ist 2123 in C
enthalten,
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