On pose M(U,V)=H(−U,U+V). On a exp(M(U,V))=exp(−U).exp(U+V). On note M1(U,V) (resp. H1(U,V)) la somme des termes bihomogènes de la série M (resp. de la série H) dont le degré en V est 1. a) Montrer que l’on a
M1(U,V)=n=0∑∞(n+1)!(−1)n(ad U)n(V)=(f(ad U))(V) avec
f(T)=(1−e−T)/T. (Même argument que pour la démonstration de la prop. 5. On peut aussi se ramener à la prop. 5 en utilisant l’identité
exp(U).exp(M(U,V)).exp(−U)=exp(H(U+V,−U)), combinée avec l’exerc. 1.) b) Montrer que
H(U,M(U,V))=U+V. En déduire que
H1(U,M1(U,V))=V. c) On pose
g(T)=1/f(T)=1+T/2+∑n=1∞(2n)!1b2nT2n, où les
b2n sont les
nombres de Bernoulli (FVR, VI, § 1, n° 4). Montrer que l’on a
H1(U,V)=(g(ad U))(V)=V+21[U,V]+n=1∑∞(2n)!1b2n(ad U)2n(V). En déduire les premiers termes du développement de
H1(U,V):
H1(U,V)=V+21(ad U)(V)+121(ad U)2(V)−7201(ad U)4(V)+302401(ad U)6(V)−⋯ d) Montrer que la somme des termes bihomogènes de
H(U,V) dont le degré en
U est 1 est la série:
U+21[U,V]+n=1∑∞(2n)!1b2n(ad V)2n(U). (Appliquer c) à
H(V,U) et utiliser l’exerc. 2 pour passer de
H(V,U) à
H(U,V).) e) Soit
W une autre indéterminée, et soit
X(U,V,W) la somme des termes trihomogènes de
H(U,V+W) dont le degré en
W est 1. Montrer que l’on a
X(U,H1(V,W))=H1(H(U,V),W). (Utiliser l’identité
H(U,H(V,W))=H(H(U,V),W).) En déduire que
X(U,V,W)=(g(ad H(U,V))∘f(ad V))(W).
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