<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v3.0 20080202//EN" "http://dtd.nlm.nih.gov/publishing/3.0/journalpublishing3.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" dtd-version="3.0" xml:lang="en" article-type="research article">
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    am
   </journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Applied Mathematics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2152-7385
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2152-7393
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/am.2025.164022
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    am-142431
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    <subj-group subj-group-type="heading">
     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    The Partial Jacobian Matrix and the Chain Rule for Functions on Products of Real n-Spaces
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Amod
      </surname>
      <given-names>
       Agashe
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
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    <addr-line>
     aDepartment of Mathematics, Florida State University, Tallahassee, FL, USA
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   <pub-date pub-type="epub">
    <day>
     11
    </day> 
    <month>
     04
    </month>
    <year>
     2025
    </year>
   </pub-date> 
   <volume>
    16
   </volume> 
   <issue>
    04
   </issue>
   <fpage>
    420
   </fpage>
   <lpage>
    427
   </lpage>
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     <day>
      24,
     </day>
     <month>
      December
     </month>
     <year>
      2024
     </year>
    </date>
    <date date-type="published">
     <day>
      27,
     </day>
     <month>
      December
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      27,
     </day>
     <month>
      April
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date>
   </history>
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    The usual chain rule is for compositions of functions from 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
        <mi>
         R
        </mi>
       </mstyle> 
       <mi>
        n
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
        <mi>
         R
        </mi>
       </mstyle> 
       <mi>
        m
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> , for some 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      m
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      n
     </mi> 
    </math> . We consider functions whose domains and codomains are products of various 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
        <mi>
         R
        </mi>
       </mstyle> 
       <mi>
        n
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> ’s, and introduce the notion of a partial Jacobian matrix, using which we formulate a chain rule in this setting that should be useful for calculations as well as for some theoretical purposes.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Chain Rule
    </kwd> 
    <kwd>
      Partial Derivative
    </kwd> 
    <kwd>
      Jacobian Matrix
    </kwd> 
    <kwd>
      Partial Jacobian Matrix
    </kwd> 
    <kwd>
      Normed Vector Spaces
    </kwd> 
    <kwd>
      Manifolds
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>The goal of this article is to fill some potential gaps in the literature and introduce some notation that should be useful in applications. To motivate the main result, which may look abstract, we consider a concrete example. The reader who just wants to see and use the main result of this paper may jump directly to Section 3.</p>
   <p>Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> be given by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> be given by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Thinking of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       z 
     </mi> 
    </math> as a function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> via 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math>, if one wants to find the rate of change of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       z 
     </mi> 
    </math> with respect to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       u 
     </mi> 
    </math> at the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we can use the chain rule</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>to get 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which evaluated at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> gives the answer 5. Note that found the answer without computing the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        ∘ 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, which is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mo stretchy="false">
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo stretchy="false">
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, which we could have differentiated with respect to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       u 
     </mi> 
    </math> to get the same answer. The chain rule is especially useful if one wants to find the rate of change of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       z 
     </mi> 
    </math> with respect to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       u 
     </mi> 
    </math>, knowing the other rates of change in Equation (1); this happens often in real life situations, where one may not know the functions 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> explicity, but knows the instantaneous rates of change on the right side of Equation (1). Such problems are called related rates problems.</p>
   <p>Now suppose we are given functions 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>. We can compose the two to get the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        ∘ 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       z 
     </mi> 
    </math> denote the coordinate of the codomain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>, and suppose we want to find the directional derivative of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       z 
     </mi> 
    </math> relative to a change in the coordinates of the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> in the domain of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        ∘ 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (keeping the coordinates of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> fixed) at some given point in the domain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. We could, of course, write down the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        ∘ 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in terms of the coordinates of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and then take partial derivatives, etc., but that is more work than needed. In this article, we derive a chain rule (formula (8) below) where the calculation can be done in a manner similar to the chain rule in the previous paragraph, thus making the calculation much easier (see Remark 3.3). Note that in the example above, we did not give formulas to define 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> since the number of variables is too much; the reader can easily make up an explicit example. Our chain rule is also useful for related rate problems in this context, either for computations or for theoretical use. In fact, the reason for the author to write up this article was that a colleague in the Economics department asked for a chain rule in a context similar to the one above, and neither of us could find it in the form that was needed in the literature. So it is hoped that this article fills a potential gap in the literature, and can be quoted for the sake of completeness in papers that need this version of the chain rule.</p>
   <p>The organization of the rest of this article is as follows. In Section 2, we recall the classical setting alluded to two paragraphs above, and introduce a notation for the Jacobian matrix that may be new, and is very convenient. In Section 3, we consider a more general setting of the type discussed in the previous paragraph, and give the more general chain rule alluded to above, which involves a new object that we call a partial Jacobian matrix. Finally, in Section 4, we give the proof of our generalization of the chain rule.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-"></xref>2. The Classical Setting</title>
   <p>Suppose 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is differentiable. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> denote the vector of coordinate functions on the domain (so 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the components of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>, are the coordinates of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>) and let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> denote the vector of coordinate functions on the codomain. A standard notation for the Jacobian matrix of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; let us introduce another notation:</p>
   <p>Definition 2.1. Let</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>denote the Jacobian matrix of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math>.</p>
   <p>The notation above is clearly related to the earlier notation (our notation may not be new, but we have not seen it before), and also makes notational sense: the</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-th entry of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> be differentiable, and let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       z 
     </mi> 
    </math> denote the vector of coordinate functions on the codomain. Letting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       D 
     </mi> 
    </math> denote the derivative as usual, the chain rule says that for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ∘ 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∘ 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(2)</p>
   <p>This looks nice in theory and is very convenient for theoretical purposes, but has to be unraveled in applications and may be too abstract for people working in applied areas. A more concrete restatement is the matrix version:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ∘ 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(3)</p>
   <p>where the product on the right is matrix multiplication. Equation (3) still has to be unraveled, as we shall do soon, but first note that in the notation of Definition 2.1, the equation becomes</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(4)</p>
   <p>where again the product on the right is the matrix product. The rule looks much nicer with the new notation, and moreover, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then it becomes the usual chain rule in the Leibnitz notation, namely</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>As usual, for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denote the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       j 
     </mi> 
    </math>-th component function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math>; thus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Recall that for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, the symbol 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> denotes the partial deriviative of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> with respect to the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       i 
     </mi> 
    </math>-th coordinate; thus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> evaluated at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>. The following version of the chain rule is very explicit; it is well known, and the only reason that we are stating it as a result is that it does not seem to be easy to find the statement in the literature (for example, in (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-1">
     [1]
    </xref>, Theorem~2.9) and (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-2">
     [2]
    </xref>, pp. 61-62), it is only stated for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-3">
     [3]
    </xref>, it is only mentioned in the proof of Proposition 3.10).</p>
   <p>Proposition 2.2. For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ℓ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we have for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mo>
            ∘ 
          </mo> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and(5)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(6)</p>
   <p>Proof. This follows from Equation (3), the definition of the Jacobian matrix, and the definition of matrix multiplication. □</p>
   <p>Equation (6) above may be the most useful version of the chain rule in applications.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-"></xref>3. A More General Setting</title>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> each be 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> for some 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       p 
     </mi> 
    </math> (so for example, we could have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, etc.), and let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denote the dimensions of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> respectively (so 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>). Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> be differentiable (regarding the domain and the codomain as finite dimensional vector spaces in the natural way). Note that if each of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> as vector spaces, so we are in the classical setting of Section 2; thus our setup generalizes the classical setting. The function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math> above can be thought of as a function whose inputs and outputs, instead of being tuples of numbers, are tuples of vectors (not necessarily in the same vector space). Such functions arise often in applied areas such as Economics and Engineering.</p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denote the vector of coordinate functions on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (so 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the components of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, are the coordinates of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>), and let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denote the vector of coordinate functions on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Definition 3.1. For each 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, denote by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>the matrix whose 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-th entry for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>; we call it a partial Jacobian matrix.</p>
   <p>The reason for this notation and terminology is that while this object looks like the Jacobian matrix in the classical setting of Section 2, which might suggest the notation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> that was used for the Jacobian matrix therein, it plays the role of a partial dervative in the chain rule analog of (6), as we shall soon see (Equation (8) below).</p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ℓ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> each be 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> for some 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       p 
     </mi> 
    </math>, and let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denote the vector of coordinate functions on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> be differentiable. Thinking of each domain and codomain as real vector spaces in the natural way and letting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       D 
     </mi> 
    </math> denote the derivative as usual, the chain rule again says that for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> in the domain of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ∘ 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∘ 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(7)</p>
   <p>This equation is mostly of theoretical use, and is difficult to use in practice. Also, we are not distinguishing between the components of each domain (e.g., the components 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> of the domain of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math>) in any way or treating an individual component special. A similar criticism holds for the analogs of equations (3) and (4), of which Equation (3) holds verbatim even in this situation.</p>
   <p>We have the following version of the chain rule, which we prove in the next section:</p>
   <p>Theorem 3.2. In the setup above, for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ℓ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we have </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(8)</p>
   <p>The equation above distinguishes between the components of each domain, unlike Equation (7) above, and is the analog of Equation (6) from the classical setting, which it agrees with when each of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>. Equation (8) may be the most concrete form of the chain rule in this general setting, and should be especially useful for calculations, but also for some theoretical purposes.</p>
   <p>Remark 3.3. As an example of an application, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a unit vector, then the directional derivative<sup>1</sup> of the composite map 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ∘ 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (where the first map is the natural inclusion, and the last map is the natural projection) at a point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in the direction of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <munderover> 
         <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>evaluated at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> (this follows from Theorem 3.2 and (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-2">
     [2]
    </xref>, Theorem~5.1), for example).</p>
   <p>Next we give a more theoretical version of Theorem 3.2, for which we need a generalization of the usual partial derivative.</p>
   <p>Definition 3.4. For each 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       j 
     </mi> 
    </math>, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denote the composite function</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </mover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where the second map is the natural projection. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> be an element of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. For each 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       i 
     </mi> 
    </math>, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ι 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denote the map 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> that takes 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to the element of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> whose 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       p 
     </mi> 
    </math>-th component is the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       p 
     </mi> 
    </math>-th component of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>, except for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, when it is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>. Denote by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> the derivative at the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       i 
     </mi> 
    </math>-th component of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> of the composite map</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ι 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </mover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where the last map is the natural projection; we call it the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       i 
     </mi> 
    </math>-th partial derivative of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>.</p>
   <p>An alternate definition, which is perhaps more conceptual, is given after Definition 4.1 in the next section. Note that the matrix of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in the standard bases is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> evaluated at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>. If each of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>, then it is the usual partial derivative 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>; we remark that even in this situation, our conceptual definition above (or the equivalent one in the next section) in terms of maps seems to be missing in the literature (e.g., it is not there in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-1">
     [1]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-2">
     [2]
    </xref>, and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-3">
     [3]
    </xref>), and could be useful for theoretical purposes (e.g., it is immediate that the partial derivative of a sum is the sum of the partial derivatives, since the partial derivative inherits that property of the derivative, from our definition). Note that in what follows, the definitions of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mo>
            ∘ 
          </mo> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are analogous to that of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Theorem 3.5. In the setup above, for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ℓ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we have for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mo>
            ∘ 
          </mo> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∘ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(9)</p>
   <p>The equation above also distinguishes between the components of each domain, unlike Equation (7) above, and is the analog of Equation (5) from the classical setting, which it agrees with when each of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>.</p>
   <p>Remark 3.6. As mentioned in the second proof of Theorem 3.5 in the next section, the proof does not use the fact that the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are finite dimensional vector spaces over the real numbers, just that they are normed vectors spaces, so in particular Theorem 3.5 applies even if any of them are normed vector spaces of infinite dimension and/or over the complex numbers (over the complex numbers, the derivative is in the Fréchet sense, for example, as in (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-4">
     [4]
    </xref>, Section VIII.1)).</p>
   <p>Remark 3.7. Recall that given a smooth map 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> between two smooth manifolds, the derivative induces a map 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> between the tangent bundles of the manifolds. The classical chain rule translates to a chain rule for such maps. Similarly our chain rule (9) applies to maps between products of manifolds, and gives a chain rule for products of manifolds, which we now state more precisely. For each 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       i 
     </mi> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       j 
     </mi> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℓ 
     </mi> 
    </math> as above, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> be manifolds<sup>2</sup> and let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Z 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> be morphisms. Then the classical chain rule says that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ∘ 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        ∘ 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Now let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denote the map induced by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </mover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (where the first map is the natural inclusion and the second map is the natural projection) on the corresponding tangent bundles; similar definitions apply to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mo>
            ∘ 
          </mo> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Then our discussion above gives the following application and analog of Theorem 3.5: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mo>
            ∘ 
          </mo> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∘ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>. In fact, by the previous remark, this will apply to certain infinite-dimensional manifolds, in particular to Banach manifolds.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-"></xref>4. Proofs of Theorems 3.2 and 3.5</title>
   <p>We continue using the notation of the previous section. First note that Theorem 3.2 and Theorem 3.5 follow from each other by considering the basis of a linear transformation in the standard basis. We now prove Theorem 3.2; later, we shall give an independent proof of Theorem 3.5.</p>
   <p>Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       p 
     </mi> 
    </math> be an indexing variable for the entries of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       q 
     </mi> 
    </math> an indexing variable for the entries of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. By definition, the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-th entry in the matrix on the left side of Equation (8) is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            ℓ 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            q 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Now 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          ℓ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> via the inter-mediate variables 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> for each 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       j 
     </mi> 
    </math>. So by the classical version (6) of the chain rule, we see that the left side of Equation (8) is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </munderover> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            ℓ 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            q 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(10)</p>
   <p>The 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-th entry of the term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> on the right side of Equation (8) is the product of the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       p 
     </mi> 
    </math>-th row of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       q 
     </mi> 
    </math>-th column of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Now the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       p 
     </mi> 
    </math>-th row of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  ℓ 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              ⋯ 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  ℓ 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       q 
     </mi> 
    </math>-th column of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mi>
                  q 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mo>
             ⋮ 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mi>
                  q 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>So the product of the row and column becomes</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </munderover> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            ℓ 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            q 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo> 
      </mo> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>As we sum these terms over 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       j 
     </mi> 
    </math> on the right side of Equation (8), we get the expression (10), which recall is the left side of Equation (8). This proves that the two sides of Equation (8) are equal, which proves Theorem 3.2, and thus Theorem 3.5 as well.</p>
   <p>We now give a second proof of Theorem 3.5, which gives another proof of Theorem 3.2 as well. In fact, the proof of Theorem 3.5 that we give below does not use the fact that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are finite dimensional, and so applies to normed vector spaces (even over the complex numbers) that need not be finite dimensional. Another reason for giving a second proof of Theorem 3.5 is to note how the second proof is conceptual and illustrates where the linearity of the derivative is used, while the first proof is computational and hides some of the ideas of the proof.</p>
   <p>The following definitions will be convenient in the proof.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-"></xref>Definition 4.1. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, then let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> denote the vector in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> whose components are all 0 except the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       i 
     </mi> 
    </math>-component, which is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>; so 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is the image of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> under the natural inclusion 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msub> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       W 
     </mi> 
    </math> is a vector space and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        W 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is a linear map, then define 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        W 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ; 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(11)</p>
   <p>it is a linear map.</p>
   <p>Note that the definition of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> above is consistent with Definition 3.4: when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        W 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we get 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mo>
             ∘ 
           </mo> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mo>
             ∘ 
           </mo> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtext>
            by 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            equation 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ∘ 
          </mo> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtext>
            by 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            the 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            usual 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            chain 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            rule 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mn>
             7 
           </mn> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(12)</p>
   <p>Now the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       j 
     </mi> 
    </math>-th component of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, so</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </munder> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (by the first sentence in Definition 4.1)</p>
   <p>Putting this in Equation (12) above, we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mo>
             ∘ 
           </mo> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <munder> 
           <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
            <mo>
              ∑ 
            </mo> 
           </mstyle> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </munder> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
               </mstyle> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </mstyle> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <munder> 
         <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msup> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtext>
            since the derivative is linear 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <munder> 
         <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtext>
            by equation 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtext>
              11 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <munder> 
         <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtext>
            by equation 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtext>
              11 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            again 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <munder> 
         <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </munder> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ∘ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <munder> 
           <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
            <mo>
              ∑ 
            </mo> 
           </mstyle> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </munder> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ∘ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> was arbitrary, this shows that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mo>
            ∘ 
          </mo> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msub> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∘ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>, as needed.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>We are grateful to R. Vijay Krishna for several useful suggestions on this article.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>NOTES</title>
   <p><sup>1</sup>As defined on page 42 in (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142431-2">
     [2]
    </xref>, Section 5), for example.</p>
   <p><sup>2</sup>We are not using 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, etc., to denote the manifolds, since the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>’s correspond to local charts on the manifolds.</p>
  </sec>
 </body><back>
  <ref-list>
   <title>References</title>
   <ref id="scirp.142431-ref1">
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    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Spivak, M. (1965) Calculus on Manifolds. A Modern Approach to Classical Theorems of Advanced Calculus. W. A. Benjamin, Inc.
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   <ref id="scirp.142431-ref2">
    <label>2</label>
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     Munkres, J.R. (1991) Analysis on Manifolds. Addison-Wesley Publishing Company, Advanced Book Program.
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     Coleman, R. (2012) Calculus on Normed Vector Spaces. Universitext, Springer.
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     Dieudonné, J. (1969) Foundations of Modern Analysis, Vol. 10-I of Pure and Applied Mathematics. Academic Press.
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