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+1
w
2
xx
−w
2
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=D
n
x
(ψr)
βr=D
n+1
x (ψr).
Then
Vn− 3 ,n− 2 ,n− 1 =An,
Vn− 3 ,n− 2 ,n=
∑
r
αrA
(n)
rn,
Vn− 3 ,n− 1 ,n+1=−
∑
s
βsA
(n)
r,n− 1
,
Vn− 3 ,n− 2 ,n+1=
∑
s
βsA
(n)
sn
,
Vn− 3 ,n− 1 ,n=−
∑
r
αrA
(n)
r,n− 1
,
Vn− 3 ,n,n+1=
∑
r
∑
s
αrβsA
(n)
rs;n− 1 ,n. (6.7.67)
Hence, applying the Jacobi identity,
1
12
F=An
∑
r
∑
s
αrβsA
(n)
rs;n− 1 ,n+
∑
r
αrA
(n)
rn
∑
s
βsA
(n)
s,n− 1