在數學中,設 A {\displaystyle A} 為環,一個 A {\displaystyle A} -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。
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 A {\displaystyle A} 上的 A {\displaystyle A} -模 M {\displaystyle M} ,如果我們能找到一條嚴格遞增的子模鏈:
使得每個子商 M k / M k − − --> 1 {\displaystyle M_{k}/M_{k-1}} 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 M {\displaystyle M} 將是有限長度的模,其長度 ℓ ℓ --> R ( M ) {\displaystyle \ell _{R}(M)} 恰為 n {\displaystyle n} 。
因此單模正好是長度為一的模。另一個例子:設 E {\displaystyle E} 是域 k {\displaystyle k} 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 ( E k ) 0 ≤ ≤ --> k {\displaystyle (E_{k})_{0\leq k}} ,使得維度在每一步都加一:
而此時 dim k --> E = ℓ ℓ --> k ( E ) {\displaystyle \dim _{k}E=\ell _{k}(E)} ,這種資料稱作旗。
設 A {\displaystyle A} 為一個環(可能非交換), 一個 A {\displaystyle A} -模 M {\displaystyle M} 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 n {\displaystyle n} (可能是無窮大),使得 M {\displaystyle M} 中存在嚴格遞增的子模鏈 M 0 ⊊ ⊊ --> M 1 ⊊ ⊊ --> ⋯ ⋯ --> ⊊ ⊊ --> M n {\displaystyle M_{0}\subsetneq M_{1}\subsetneq \cdots \subsetneq M_{n}} 。模 M {\displaystyle M} 的長度記為 ℓ ℓ --> A ( M ) {\displaystyle \ell _{A}(M)} ,不致混淆時也逕寫作 ℓ ℓ --> ( M ) {\displaystyle \ell (M)} 。
有限長的模具有許多類似有限維向量空間的性質。例如:若 M {\displaystyle M} 為有限長模,則其子模皆有限長,設 N , P {\displaystyle N,P} 為兩個子模, ℓ ℓ --> ( N ) = ℓ ℓ --> ( P ) {\displaystyle \ell (N)=\ell (P)} 且 N ⊆ ⊆ --> P {\displaystyle N\subseteq P} ,則 N = P {\displaystyle N=P} 。
我們有 Grassman 公式:
對於有限長模 M {\displaystyle M} ,一個極大的子模鏈 { 0 } = M 0 ⊊ ⊊ --> ⋯ ⋯ --> ⊊ ⊊ --> M n = M {\displaystyle \{0\}=M_{0}\subsetneq \cdots \subsetneq M_{n}=M} 稱為一個合成列,其長度 n {\displaystyle n} 是固定的,且合成因子 M i / M i + 1 {\displaystyle M_{i}/M_{i+1}} 在至多差一個置換與同構的意義下唯一。
此外,一個模是有限長模若且唯若它同時是阿廷模與諾特模。