Définition 3Structures algébriques
Modules sur un anneau commutatif
Soit un anneau commutatif. Un -module est un groupe abélien muni d'une loi externe , , telle que, pour tous et , Un sous-module est un sous-groupe stable par la loi externe ; une application est -linéaire si et .
Si est un sous-module de , le groupe quotient est un -module pour .
Démonstration
Le quotient. Si , alors : la loi externe est bien définie sur les classes, par son graphe. Les quatre axiomes se lisent sur les représentants.
□Les idéaux de , définis au nœud Idéal, seront exactement les sous-modules de , vu comme module sur lui-même ; le quotient sera ainsi à la fois un anneau, au nœud Anneau quotient, et un -module.
Lorsque est un corps, au sens du nœud Corps, un -module s'appelle un espace vectoriel : c'est l'objet du nœud Algèbre linéaire. Sur l'anneau , une structure de module sur un groupe abélien existe toujours, comme le montrera le nœud Groupes abéliens de type fini, et elle est unique, puisque les axiomes et imposent , puis, de proche en proche, la valeur de chaque multiple ; groupes abéliens et -modules ne font qu'un.
Un module engendré par une famille finie, c'est-à-dire tel qu'il existe dont les combinaisons , , épuisent , sera dit de type fini. Cette notion demande les entiers, qui ne viennent qu'au nœud : elle n'est employée qu'après lui, et les nœuds Lemme de Nakayama et Modules libres la rappellent là où elle sert.