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§ 5. — Indipendenza di n funzioni di altrettante variabili.
Condizione necessaria e sufficiente. — Risulta da quanto pre
cede, che, se il determinante funzionale di n funzioni di altrettante
variabili non è identicamente zero, questa proprietà si conserva
anche quando alle primitive variabili se ne sostituiscono altre mediante
la trasformazione [1] (con la clausola A =|= 0), o, come si suol dire,
questa proprietà è invariantiva. Appare quindi opportuna la seguente
Defi ni zi o n e . Si dice che n funzioni di n variabili sono
indipendenti, quando il loro determinante funzionale non è identica
mente zero.
La ragione per cui questa proprietà si designa con la parola
indipendenza, risulta dal seguente
Teorema. Condizione necessaria e sufficiente perchè n fun
zioni u di altrettante variabili x non siano legate da alcuna relazione
(derivabile) del tipo
f (ui, U2, ..., Un) = 0, [3]
involgente le sole u e non le x, è che il determinante funzionale non
sia identicamente zero.
Dimostreremo dapprima che la condizione è sufficiente; poi
dimostreremo che è anche necessaria, ma limitandoci, per ora, ad
un caso particolare: il teorema in tutta la sua generalità risulterà
poi contenuto in un altro teorema, ancora più generale (cfr. § 7).
Supponiamo che sia soddisfatta la condizione
D =
U1 .
. . Un
Xi . .
. . Xn
[4]
dimostreremo allora che non può esistere alcuna relazione del tipo
[3] (beninteso, non identica; escludiamo cioè che la [3] sia soddisfatta
prendendo le u arbitrariamente, nel qual caso essa non rappresen
terebbe alcun legame fra le u). Difatti, se esistesse, derivandola ri
spetto a x x , ...,x n , si avrebbero n equazioni
n
I
àj_ du^
,a ÒU *
a = i, 2,
lineari ed omogenee nelle ; ora, poiché / è per ipotesi una e flet
ta
tiva funzione, queste derivate non sono tutte nulle, e allora le equa-