Binetin–Cauchyn identiteetti

Binetin–Cauchyn identiteetti, joka on nimetty Jacques Philippe Marie Binetin ja Augustin-Louis Cauchyn mukaan, on yhtälö algebrassa.

$\left(\sum _{i=1}^n{a}_i{c}_i\right)\left(\sum _{j=1}^n{b}_j{d}_j\right)=\left(\sum _{i=1}^n{a}_i{d}_i\right)\left(\sum _{j=1}^n{b}_j{c}_j\right)+\sum _{1\le i<j\le n}(a_i{b}_j-a_j{b}_i)(c_i{d}_j-c_j{d}_i)$

jossa a_i, b_i, c_i ja d_i, kaikilla i:n arvoilla, ovat reaalilukuja. Sama yhtälö pätee kompleksiluvuilla ja yleisemmin kaikissa kommutatiivisissa renkaissa.

Todistus

Laskemalla auki yhtälön viimeisen termin binomitulo, saamme

$\sum _{1\le i<j\le n}(a_i{b}_j-a_j{b}_i)(c_i{d}_j-c_j{d}_i)$

$=\sum _{1\le i<j\le n}(a_i{c}_i{b}_j{d}_j+a_j{c}_j{b}_i{d}_i)+\sum _{i=1}^n{a}_i{c}_i{b}_i{d}_i-\sum _{1\le i<j\le n}(a_i{d}_i{b}_j{c}_j+a_j{d}_j{b}_i{c}_i)-\sum _{i=1}^n{a}_i{d}_i{b}_i{c}_i$

jossa toinen ja neljäs termi ovat toistensa vastaluvut, jotka on lisätty yhtälöön, jotta se pystytään saattamaan seuraavaan muotoon:

$=\sum _{i=1}^n\sum _{j=1}^n{a}_i{c}_i{b}_j{d}_j-\sum _{i=1}^n\sum _{j=1}^n{a}_i{d}_i{b}_j{c}_j.$

Tästä i:llä indeksoidut termit osittelemalla saadaan alkuperäisen yhtälön ensimmäiset kaksi termiä, joka päättää todistuksen.

Binetin–Cauchyn identiteetti kolmessa ulottuvuudessa

Kun n = 3, ensimmäinen ja toinen termi vastaavat pistetulojen tuloja, kun taas kolmas termi vastaa ristitulojen pistetuloa. Tämä voidaan merkitä

$(a\cdot c)(b\cdot d)=(a\cdot d)(b\cdot c)+(a\times b)\cdot (c\times d)$