186 Determinanten. § 6. Multiplikation von Determinanten.
116. Quadrat einer Determinante. Die Identität von
Dagrange. I. Um das Quadrat einer Determinante wieder in Deter
minantenform zu erhalten, braucht man sie nur mit sich selbst zu
multiplizieren. Komponiert man dabei gleichartige Reihen, also Zeilen
mit Zeilen oder Kolonnen mit Kolonnen, so zeigt das Resultat eine
besondere Bauart. So gibt beispielsweise das Quadrat einer Deter
minante 3. Grades bei Komposition der Zeilen:
a x b x c 1
2
«i 2 + fri 2 + G 2
a x a 2 + frj b 2 -f c x c 2
a x a 3 -f- b x b 3 -f c x c 3
fr2 ^2
=
<l- x CI2 ~f- fri fr2 ~f" G ^2
a. 2 2 + b 2 2 +c 2 2
a 2 a 3 + b 2 b 3 -f c 2 c 3
fr$ ¿3
«i o 3 + b x b 3 -f- c i c 3
a 2 a 3 -f fr 2 fr 3 + e 2 c 3
a 3 2 “H fr 3 2 "f~ C 2~
In dem Resultat sind also Elemente, die symmetrisch zur Haupt
diagonale angeordnet sind, einander gleich; das Quadrat einer Deter
minante gibt bei der beschriebenen Ausführung eine symmetrische
Determinante desselben Grades. Dies gilt für Determinanten beliebiger
Grade.
II. Die Determinante zweiten Grades
a i + <L 2 + ’ ’ ’ + a n 2 a ib x + ci 2 h 2 -f- • • • + a n b n
a 1 h i J r a 2 b 2 + • • ■ + <bAi fri 2 + ^2 2 + ‘ ' ' + fr 2
> (°0
deren Elemente Summen von je n Gliedern sind, läßt sich in n 2 Deter
minanten mit einfachen Elementen auflösen (109); von diesen sind
n identisch Null, diejenigen nämlich, die aus beiden Kolonnen Glieder
desselben Zeigers zusammenfassen, wie z. B.
a A
a.-b. bß
ab.
a i h i
a ; b-
= 0;
iß)
es verbleiben also n 2 — n = n(n — 1) im allgemeinen nicht verschwindende
Teildeterminanten.
Löst man hingegen die Determinante (a) in Teildeterminanten
von dem Schema
a f + A «A+ «A
<*A + «A k 2 + fr, 2
0)
auf, indem man i, li alle Kombinationen zweiter Klasse der Elemente
1, 2, , .. n durchlaufen läßt, so entstehen ihrer —-——; jede davon
ergäbe bei weiterer Auflösung vier Determinanten mit einfachen Ele
menten; im ganzen gäbe es also solcher 2n(n — 1); da aber darunter
jede Determinante des Typus (/3) n— 1-mal auftritt, so sind ihrer
n(n — 1) identisch gleich Null und verbleiben n(n — 1) im allgemeinen
von Null verschiedene Determinanten, so daß
a x "-\-a^-\ r&n a ifri "b a 2frsrd f*ß„frJ •'sri a f J r a k a ß ) i J r a Ak.
a ifri+ a 2b 2 h—\- a nPn fri 2j rt>. 2 2j i—ffr« 2 i ^ «A+«A fr, 2 +fr/1 2