276 6. Applications of Determinants in Mathematical Physics
wxxxx=2Vn− 3 ,n,n+1+3Vn− 3 ,n− 1 ,n+2+3Vn− 2 ,n− 1 ,n+1+Vn− 3 ,n− 2 ,n+3,wz=−Vn− 3 ,n− 1 ,n+Vn− 3 ,n− 2 ,n+1,wzz=2Vn− 3 ,n,n+1−Vn− 3 ,n− 1 ,n+2−Vn− 2 ,n− 1 ,n+1,wt=−4(Vn− 2 ,n− 1 ,n−Vn− 3 ,n− 1 ,n+1+Vn− 3 ,n− 2 ,n+2),wxt=4(Vn− 3 ,n,n+1−Vn− 3 ,n− 2 ,n+3). (6.7.64)Each of the sections in the second line of (6.7.60) simplifies as follows:
wt+4wxxx=12Vn− 3 ,n− 1 ,n+1,(wt+4wxxx)x= 12(Vn− 2 ,n− 1 ,n+1+Vn− 3 ,n,n+1+Vn− 3 ,n− 1 ,n+2),wxxxx−wzz=4(Vn− 2 ,n− 1 ,n+1+Vn− 3 ,n− 1 ,n+2),(wt+4wxxx)x−3(wxxxx−wzz)=12Vn− 3 ,n,n+1w2
xx
−w2
z
=4Vn− 3 ,n− 1 ,nVn− 3 ,n− 2 ,n+1. (6.7.65)Hence,
1
12
F=Vn− 3 ,n− 2 ,n− 1 Vn− 3 ,n,n+1+Vn− 3 ,n− 2 ,nVn− 3 ,n− 1 ,n+1+Vn− 3 ,n− 1 ,nVn− 3 ,n− 2 ,n+1. (6.7.66)Let
Cn+1=[
α 1 α 2 ...αn]T
,
Cn+2=[
β 1 β 2 ...βn]T
,
where
αr=Dn
x
(ψr)βr=Dn+1
x (ψr).Then
Vn− 3 ,n− 2 ,n− 1 =An,Vn− 3 ,n− 2 ,n=∑
rαrA(n)
rn,Vn− 3 ,n− 1 ,n+1=−∑
sβsA(n)
r,n− 1,
Vn− 3 ,n− 2 ,n+1=∑
sβsA(n)
sn,
Vn− 3 ,n− 1 ,n=−∑
rαrA(n)
r,n− 1,
Vn− 3 ,n,n+1=∑
r∑
sαrβsA(n)
rs;n− 1 ,n. (6.7.67)Hence, applying the Jacobi identity,
1
12
F=An∑
r∑
sαrβsA(n)
rs;n− 1 ,n+∑
rαrA(n)
rn∑
sβsA(n)
s,n− 1