Полилинейные кососимметрические функции
Определение.
Пусть 

 — вещественнозначная функция, определенная на векторах 
.
Функция 

 называется полилинейной, если она линейная по каждому аргументу:
.
Функция 

 называется кососимметрической, если при перестановке любых двух аргументов значение функции меняет знак:
.
Свойства полилинейных кососимметрических функций
Утверждение.
Если 

 — кососимметрическая функция, то она обращается в ноль, если хотя бы два аргумента равны между собой 
.
Действительно, по определению 
, 
откуда следует 
.
Верно и обратное. 
Пусть функция 

 такова, что она обращается в ноль, если хотя бы два аргумента равны между собой 
.
Тогда 
,
откуда следует 
.
Таким образом, условие 

 можно взять в качестве определения кососимметричности.
Утверждение. 
.
Действительно, по определению
,
откуда следует 
.
Утверждение.
Если 

 линейно зависимы, то 
.
Действительно, если 

 линейно зависимы, то найдется вектор 
, который линейно выражается через остальные, то есть 
.
Поэтому 
.
В этой сумме каждое слагаемое 
, поскольку аргумент 

 входит в него по два раза.
Определитель матрицы
Пусть 

 — квадратная матрица размера 
.
Пусть 

 — строки матрицы 
.
Определение через перестановки
Положим по определению 
, 
где 

 — группа перестановок порядка 
, а 

 — сигнатура или четность перестановки 
, которая может быть выражена 
, где 

 — число транспозиций в разложении перестановки 
.
Определитель обозначают 
.
Докажем, что определитель 

 есть полилинейная кососимметрическая функция на строках 
, причем 
, где 

 — строки единичной матрицы 
.
Докажем полилинейность, то есть линейность по каждому аргументу.
Докажем кососимметричность.
Пусть 

 — транспозиция. Если 

 пробегает все 
, то 

 также пробегает все 
. Также 

 оставляет неподвижными все точки, отличные от 
, то есть 
, если 
.
Наконец докажем, что 
.
, где символ Кронекера 
.
.
Итак, доказано, что 

 есть полилинейная кососимметрическая функция строк матрицы 
.
Аксиоматическое построение определителя
Докажем, что всякая полилинейная кососимметрическая функция 

 представляется в виде 
.
Так как 
, то 
.
С учетом полилинейности и кососимметричности, последнее выражение приводится к виду
С учетом вышесказанного, понятие определителя может быть введено на основе его свойств. А именно, определителем матрицы 

 называется функция 
, обладающая следующими тремя свойствами:
    
 — кососимметрическая функция.
    
 — полилинейная функция.
    
, где 
 — строки единичной матрицы.
Свойства определителя
Определитель транспонированной матрицы
Утверждение.
.
Здесь 

 — матрица транспонированная к матрице 
, то есть 
, где 
.
Доказательство.
Если 

 пробегает все 
, то 

 также пробегает все 
. Также 
.
Определитель треугольной матрицы
Утверждение
.
Доказательство
По определению 
.
В этой сумме отличны от нуля только те слагаемые, в которых первый сомножитель 
, то есть только те слагаемые, для которых 
, поэтому
,
где через 

 обозначена группа перестановок, действующих на множестве 
.
Следствие 1.
.
Следствие 2.
.
Доказательство
.
Мы воспользовались тем, что 
.
Следствие 3.
.