تعريف 3.3الرياضيات الجامعية — السنة 3 · الفصل 3 — المقاسات على حلقة مثاليات رئيسية
يكون Mمولَّدًا بعدد منتهٍ من العناصر إذا كان M=Ax1+⋯+Axn من أجل عناصر xi ما. ويكون Mحرًّا من الرتبة n إذا كان M≅An، أي إذا كان له أساس (عائلة مولِّدة ومستقلة خطيًا على A). وكل مقاسM مولَّد بعدد منتهٍ هو حاصل قسمة لمقاس حر: إذ يرسل (a1,…,an)↦∑aixi المقاسَ An على M.
أمثلة
مثال 3.10(اختزال سميث كاملًا)
لنختزل M=147258369 على Z. الركن 1 يقسم كل شيء: فنُصفّر سطره وعموده (L2←L2−4L1، L3←L3−7L1، ثم C2←C2−2C1، C3←C3−3C1):
M∼1000−3−60−6−12.
وفي الكتلة الداخلية، يقسم الركن −3 جميع العناصر: فيصفّرها L3←L3−2L2 و C3←C3−2C2 لتصير diag(−3,0). وبضبط الإشارات (بضرب سطر في −1، وهي عملية مشروعة):
M∼diag(1,3,0),Z3/MZ3≅Z/3Z×Z.
ولنتحقق بواسطة القواسم المحدّدية: D1=gcd(العناصر)=1؛ وكل محدد جزئي من القياس 2×2 للمصفوفة M مضاعفٌ للعدد 3 (مثلًا det(1425)=−3) وأحدها يساوي −3: ومنه D2=3؛ و D3=detM=0. إذن d1=1 و d2=3 و d3=0: أي الجواب نفسه. وهنا درسان: العامل الصامد المعدوم يسجّل هبوط الرتبة (إذ يكتسب حاصل القسمة حدًّا حرًّا من Z)، وسلسلة القابلية للقسمة 1∣3∣0 هي شهادة سميث — فاختزالٌ قطري يخالف السلسلة (مثل diag(2,3)، وهو ما قد يُنتجه غير المتأني من (2003) بالتوقف مبكرًا: والصيغة الصحيحة لسميث هي diag(1,6)، لأن D1=1 هنا!) ليس اختزالًا منتهيًا.