模论

挠模

挠模是完全由能被伸缩『杀死』的元素构成的模:对每个元素都有某个非零环标量把它送到零。这些元素在向量空间中没有对应物——在域上把某物伸缩为零的唯一办法是乘以零——所以挠恰好度量了一个模离向量空间有多远。

设 R 是整环,M 是 R-模。元素 m 是挠元,如果对某个非零 r 属于 R 有 rm = 0。挠元构成一个子模 T(M),称挠子模;若 T(M) = M 则 M 是挠模,若 T(M) = 0 则无挠。(为使其表现良好需 R 无零因子,这正是通常限定为整环的原因。)每个模 M 都嵌入 0 -> T(M) -> M -> M/T(M) -> 0,其商无挠。

在主理想整环上,挠子模恰是结构定理中的有限挠部分:循环块 R/(d_i) 的直和,而自由部分 R^r 无挠。每个挠元 m 都有一个零化子理想,由其『阶』生成。例子:每个有限阿贝尔群都是挠的 Z-模;Q 在 Z 上无挠但不自由;而对主理想整环上的模,无挠等价于平坦。

Z/12Z 是挠的 Z-模:每个元素 x 都被 12 零化(而元素 3 已被 4 零化)。它的挠子模就是它自己。相比之下 Z 无挠,因为在整环中 rn = 0 而 r、n 皆非零是不可能的。

有限阿贝尔群是挠模;结构定理的自由部分无挠。