長度 (模論)
在數學中,設 為環,一個 -模 之長度是一個整數(包括無窮大),它推廣了向量空間的維度。有限長度的模與有限維向量空間有許多共通性。
動機
编辑單模是除了零和本身外沒有子模的模,這種模有時也稱為不可約模。例如不可約的向量空間(視為域或除環上的模)是一條直線。對於單模,我們只可能造出一種嚴格遞增的子模鏈:
單模是容易處理的對象。對於一個環 上的 -模 ,如果我們能找到一條嚴格遞增的子模鏈:
使得每個子商 都是單模,那麼此鏈將是極大的——我們無法插入新的子模。根據以下將闡述的定義,這時 將是有限長度的模,其長度 恰為 。
因此單模正好是長度為一的模。另一個例子:設 是域 上的有限維向量空間,那麼一個極大的子模鏈是一族子空間 ,使得維度在每一步都加一:
而此時 ,這種資料稱作旗。
定義
编辑設 為一個環(可能非交換), 一個 -模 的長度定義為嚴格遞增的子模鏈長度的上確界:此即最大可能的整數 (可能是無窮大),使得 中存在嚴格遞增的子模鏈 。模 的長度記為 ,不致混淆時也逕寫作 。
例子
编辑- 模 是單模的充要條件是長度為一。
- 對於向量空間,長度等於維度。
- 整數環 視為 -模,則其長度為無窮大,因為存在任意長的子模鏈 。
- 設正整數 的素因數分解為 ,則有
性質
编辑有限長的模具有許多類似有限維向量空間的性質。例如:若 為有限長模,則其子模皆有限長,設 為兩個子模, 且 ,則 。
我們有 Grassman 公式:
文獻
编辑- Serge Lang, Algebra (2002), Graduate Texts in Mathematics 211, Springer. ISBN 0-387-95385-X