Řešení soustav rovnic nad komutativními okruhy

Abstract

Předmětem této práce je nabídnout algoritmus, jakým se dají řešit soustavy lineárních rovnic Ax=b nad okruhy hlavních ideálů. Dokážeme, že ke každé nenulové matici nad okruhem hlavních ideálů existuje její Smithův tvar. Užitím Smithova tvaru převedeme danou soustavu do jednoduché diagonální podoby a ukážeme, jak z řešení soustavy v této diagonální podobě lze získat řešení původní soustavy. Celý postup demonstrujeme na příkladech pro okruhy Z, Zm a Q[x]. Následně předvedeme, jak je možné algoritmus pro jednotlivé okruhy implementovat v programu Mathematica. Práce by měla také poskytnou postup, podle kterého by nemělo být obtížné modi- fikovat algoritmus tak, aby bylo možné získat řešení soustav i pro jiné okruhy. 1

The object of this work is to offer algorithm how can be solved systems of linear equations Ax=b over principal ideal rings. We prove that for every nonzero matrix over principal ideal rings there exists its Smith form. Using Smith form we transform the system of equations to simple diagonal form and we show how we can obtain the solution of the original system from its diagonal form. Whole procedure we demonstrate by the examples over Z, Zm and Q[x]. Thereafter we show how is possible to implement the algorithm for these rings by using software Mathematica. The work should provide procedure according to which shold not be difficult to modify algorithm to gain solution over another rings. 1