$\newcommand {\N }{\mathbb {N}}$$\newcommand {\Z }{\mathbb {Z}}$$\newcommand {\Q }{\mathbb {Q}}$$\newcommand {\R }{\mathbb {R}}$$\newcommand {\E }{\mathbb {E}}$$\newcommand {\id }{\operatorname {id}}$$\newcommand {\Isom }{\operatorname {Isom}}$$\newcommand {\defeq }{\mathrel {\mathop {:}}=}$$\newcommand {\eqdef }{=\mathrel {\mathop {:}}}$$\newcommand {\abs }[1]{\lvert #1 \rvert }$$\newcommand {\floor }[1]{\left \lfloor #1 \right \rfloor }$$\newcommand {\ceil }[1]{\left \lceil #1 \right \rceil }$$\newcommand {\seg }[1]{\overline {#1}}$$\newcommand {\strahl }[1]{\overrightarrow {#1}}$$\newcommand {\ang }{\sphericalangle }$$\newcommand {\gang }{\angle }$$\newcommand {\paritaet }{\operatorname {par}}$$\newcommand {\drehw }{\operatorname {ang}}$$\newcommand {\vektor }[1]{\underline {#1}}$$\renewcommand {\vec }{\operatorname {vec}}$$\newcommand {\protect }[1]{}$

3 Gruppen, Bewegungen

Eine Menge $G$ von Bijektionen $X \to X$ ist eine Gruppe, wenn

  1. die Identität $\id \colon X \to X$ in $G$ liegt,
  2. für jedes Element $\alpha \in G$ die Inverse $\alpha ^{-1}$ ebenfalls in $G$ liegt und
  3. für zwei Elemente $\alpha ,\beta \in G$ die Komposition $\alpha \circ \beta $ auch in $G$ liegt.

Bemerkung 3.1. Unsere Definition beschreibt eine Untergruppe der symmetrischen Gruppe $\mathrm {Sym}(X)$, aber jede Gruppe ist isomorph zu einer Gruppe dieser Form.

Ein Beispiel einer Gruppe ist die Menge der Bewegungen $\E ^2 \to \E ^2$. In diesem Abschnitt werden wir weitere Beispiele kennenlernen. Dazu schauen wir uns Komposition von verschiedenen Arten von Bewegungen an und überprüfen, von welcher Art diese Kompositionen sein können.

 3.1 Symmetrien
 3.2 Spiegelungen, gerade und ungerade Bewegungen
 3.3 Verschiebungen
 3.4 Drehungen und Verschiebungen
 3.5 Gleitspiegelungen
 3.6 Vektoren
 3.7 Drehwinkel
 3.8 Parität