<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book PUBLIC "-//NLM//DTD BITS Book Interchange DTD v2.0 20151225//EN" "https://jats.nlm.nih.gov/extensions/bits/2.1/BITS-book2-1.dtd">
<book book-type="chapter" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" dtd-version="2.0" xml:lang="en">
<book-meta>
<book-id/>
<book-id book-id-type="publisher">Universidad Rey Juan Carlos</book-id>
<book-title-group>
<book-title><target target-type="page" id="pges_1"/><target target-type="page" id="pges_2"/><target target-type="page" id="pges_3"/><target target-type="page" id="pges_4"/>AD-NILPOTENT ELEMENTS IN ALGEBRAS AND SUPERALGEBRAS</book-title>
<subtitle>Tesis doctoral</subtitle>
</book-title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name name-style="western">
<surname>Vera de Salas</surname>
<given-names>Guillermo</given-names>
</name>
</contrib>
<contrib contrib-type="director">
<name name-style="western">
<surname>Garc&#x00ED;a Gonz&#x00E1;lez</surname>
<given-names>Esther</given-names>
</name>
</contrib>
<contrib contrib-type="director">
<name name-style="western">
<surname>G&#x00F3;mez Lozano</surname>
<given-names>Miguel &#x00C1;ngel</given-names>
</name>
</contrib>
</contrib-group>
<pub-date>
<year>2021</year>
</pub-date>
<publisher>
<publisher-name>Programa de Doctorado en Ciencias Sociales y Jur&#x00ED;dicas Escuela Internacional de Doctorado</publisher-name>
</publisher>
<permissions>
<copyright-statement>Derechos de autor 2024 los autores</copyright-statement>
<copyright-year>2024</copyright-year>
<copyright-holder>los autores</copyright-holder>
<license>
<license-p></license-p>
</license>
</permissions>
</book-meta>
<front-matter>
<ack id="ack1">
<title><target target-type="page" id="pges_5"/>Agradecimientos</title>
<p>Esta tesis no habr&#x00ED;a tenido lugar sin el apoyo y gu&#x00ED;a de mis directores Miguel G&#x00F3;mez y Esther Garc&#x00ED;a. Sin ellos este trabajo no hubiese sido posible.</p>
<p>Asimismo, agradecer la amabilidad y generosidad con la que Helena Albuquerque y Jose Brox me recibieron durante mi estancia en Coimbra.</p>
<p>Tambi&#x00E9;n agradecer a la Universidad Rey Juan Carlos, a todos mis compa&#x00F1;eros del departamento de Matem&#x00E1;tica Aplicada, Ciencia e Ingenier&#x00ED;a de los Materiales y Tecnolog&#x00ED;a Electr&#x00F3;nica que me han hecho sobrellevar esta etapa de la mejor manera posible. Dar tambi&#x00E9;n las gracias a Alfredo, por toda su dedicaci&#x00F3;n, pasi&#x00F3;n y cari&#x00F1;o por la ense&#x00F1;anza, sin &#x00E9;l no hubiese llegado hasta aqu&#x00ED;. Mostrar mi gratitud a la Comisi&#x00F3;n Acad&#x00E9;mica del Programa de Doctorado en Ciencias por su comprensi&#x00F3;n y bondad al permitirme subsanar los errores cometidos durante estos a&#x00F1;os.</p>
<p>Por &#x00FA;ltimo, pero no menos importante, dar las gracias de todo coraz&#x00F3;n a mi familia. A mis padres, Elen y Rafa; a mis abuelos Elen y Paco, Maruja y Pepe; a mi hermano Alex, mi cu&#x00F1;ada Laura y al &#x00FA;ltimo en llegar a la familia, mi sobrino Axel; y a mi mujer Merve. Gracias por todo el apoyo y energ&#x00ED;a que me hab&#x00E9;is dado durante esta etapa. Gracias a todos.</p>
</ack>
<toc id="fmatter1" content-type="toc">
<toc-title-group>
<title><target target-type="page" id="pges_6"/><target target-type="page" id="pges_7"/>CONTENTS</title>
</toc-title-group>
<toc-entry content-type="chapter"><title>AGRADECIMIENTOS</title> <nav-pointer rid="ack1">5</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="chapter"><title>ABSTRACT</title> <nav-pointer rid="f1">9</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="chapter"><title>INTRODUCTION</title> <nav-pointer rid="f2">11</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="chapter"><title>CHAPTER 1. ALGEBRAIC METHODOLOGY</title> <nav-pointer rid="c1">15</nav-pointer>
<toc-entry content-type="section"><title>1.1 Basic notions on associative algebras and superalgebras</title> <nav-pointer rid="c1-s1">15</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="section"><title>1.2 The extended centroid of associative algebras and superalgebras</title> <nav-pointer rid="c1-s2">19</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="section"><title>1.3 Basic notions on Lie and Jordan algebras and superalgebras</title> <nav-pointer rid="c1-s3">22</nav-pointer></toc-entry></toc-entry>
<toc-entry content-type="chapter"><title>CHAPTER 2. AD-NILPOTENT ELEMENTS IN AN ASSOCIATIVE ALGEBRA</title> <nav-pointer rid="c2">25</nav-pointer>
<toc-entry content-type="section"><title>2.1 Pure ad-nilpotent elements</title> <nav-pointer rid="c2-s1">27</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="section"><title>2.2 Ad-nilpotent elements of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic></title> <nav-pointer rid="c2-s2">29</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="section"><title>2.3 Ad-nilpotent elements of <italic>K</italic></title> <nav-pointer rid="c2-s3">36</nav-pointer></toc-entry></toc-entry>
<toc-entry content-type="chapter"><title>CHAPTER 3. AD-NILPOTENT ELEMENTS IN A PRIME ASSOCIATIVE SUPERALGEBRA</title> <nav-pointer rid="c3">51</nav-pointer>
<toc-entry content-type="section"><title>3.1 Ad-nilpotent elements of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic></title> <nav-pointer rid="c3-s1">54</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="section"><title>3.2 Ad-nilpotent elements of <italic>K</italic></title> <nav-pointer rid="c3-s2">58</nav-pointer></toc-entry></toc-entry>
<toc-entry content-type="chapter"><title>CHAPTER 4. EXAMPLES OF AD-NILPOTENT ELEMENTS</title> <nav-pointer rid="c4">69</nav-pointer>
<toc-entry content-type="section"><title>4.1 Examples in the non-super setting and of even ad-nilpotent elements of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic> and of <italic>K</italic></title> <nav-pointer rid="c4-s1">70</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="section"><title>4.2 Examples of odd ad-nilpotent elements of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic> and of <italic>K</italic></title> <nav-pointer rid="c4-s2">74</nav-pointer></toc-entry></toc-entry>
<toc-entry content-type="chapter"><title>CHAPTER 5. LOCAL SUPERALGEBRA OF LIE SUPERALGEBRAS AT AD-NILPOTENT ELEMENTS</title> <nav-pointer rid="c5">79</nav-pointer>
<toc-entry content-type="section"><title>5.1 A Jordan superalgebra at an even homogeneous ad-nilpotent element</title> <nav-pointer rid="c5-s1">80</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="section"><title>5.2 Jordan superalgebras at odd homogeneous ad-nilpotent elements</title> <nav-pointer rid="c5-s2">81</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="section"><title>5.3 Subquotients associated to abelian inner ideals of Lie superalgebras</title> <nav-pointer rid="c5-s3">85</nav-pointer></toc-entry></toc-entry>
<toc-entry content-type="chapter"><title>RESULTS AND DISCUSSION</title> <nav-pointer rid="B1">89</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="chapter"><title>GENERAL CONCLUSIONS</title> <nav-pointer rid="B2">93</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="chapter"><title>RESUMEN DE LA TESIS EN CASTELLANO</title> <nav-pointer rid="B3">95</nav-pointer></toc-entry>
<toc-entry content-type="chapter"><title>BIBLIOGRAPHY</title> <nav-pointer rid="R1">99</nav-pointer></toc-entry>
</toc>
<front-matter-part id="f1" book-part-type="frontmatter">
<book-part-meta>
<book-part-id book-part-id-type="publisher-id">URJC</book-part-id>
<title-group>
<title><target target-type="page" id="pges_8"/><target target-type="page" id="pges_9"/>ABSTRACT</title>
</title-group>
</book-part-meta>
<named-book-part-body>
<p>In this thesis we will deal with ad-nilpotent elements in associative algebras and superalgebras with involution and superinvolution, and ad-nilpotent elements in Lie superalgebras. The first aim of this work fits with Herstein&#x2019;s branch of theory that studies nilpotent inner derivations in algebras. There are many studies on this area, highlighting for our work the articles of W. S. Martindale and C. <italic>R</italic>. Miers [<xref ref-type="bibr" rid="CIT55">55</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT56">56</xref>] and T. K. Lee [<xref ref-type="bibr" rid="CIT54">54</xref>]. Later, in the second part, we study how to associate some Jordan structures to a Lie superalgebra, motivated by the work of A. Fern&#x00E1;ndez, E. Garc&#x00ED;a and M. G&#x00F3;mez Lozano [<xref ref-type="bibr" rid="CIT24">24</xref>].</p>
<sec id="f1-s1">
<title><bold>Objectives</bold></title>
<p>Three objectives are addressed throughout this thesis. In the first instance, we seek to describe in detail the ad-nilpotent elements in semiprime associative algebras with involution. The second aim of this thesis is to carry over the descriptions of ad-nilpotent elements in semiprime associative algebras to prime associative superalgebras, that is, to give a detailed description of homogeneous ad-nilpotent elements belonging to prime associative superalgebras. Finally, motivated by the work of A. Fern&#x00E1;ndez, E. Garc&#x00ED;a and M. G&#x00F3;mez Lozano in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT24">24</xref>], to associate a Jordan superstructure to a Lie superalgebra with an ad-nilpotent element of a certain index.</p>
</sec>
<sec id="f1-s2">
<title><bold>Methodology</bold></title>
<p>To develop the first two goals we have worked within the framework of semiprime algebras with involution and prime associative superalgebras with superinvolution. Moreover, the extended centroid will be an important tool in this thesis. For the last objective, we have worked with nonassociative superstructures such as Lie and Jordan superalgebras, defined by the Grassmann envelope, and Jordan superpairs. We can highlight the high combinatorial content throughout the entire thesis.</p>
</sec>
<sec id="f1-s3">
<title><bold>Results</bold></title>
<p>We have successfully covered the three initial goals. First, we have described in detail ad-nilpotent elements belonging to a semiprime associative algebra. Moreover, we have succeeded in reducing the torsion in the classification of ad-nilpotent elements in semiprime associative algebras with involution due to the new concept of a pure ad-nilpotent element, introduced in this thesis <target target-type="page" id="pges_10"/>in <xref ref-type="book-part" rid="c2">Chapter 2</xref>. The conditions on the scalar rings has been weakened to be free of <inline-formula id="inline1"><mml:math id="inline_1" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <italic>s</italic> torsion with s := <inline-formula id="inline2"><mml:math id="inline_2" display='inline'><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:math></inline-formula> instead of being free of <italic>n</italic>! torsion.</p>
<p>On the other hand, for the skew-symmetric ad-nilpotent elements of a semiprime associative algebra <italic>R</italic> with involution *, we have given a description that depends on their ad-nilpotent index modulo 4. In this description we can emphasize: If a skew-symmetric element <italic>a</italic> is ad-nilpotent such that its index of ad-nilpotence of <italic>K</italic> := Skew(<italic>R</italic>, *) and <italic>R</italic> do not coincide, that is, <inline-formula id="inline3"><mml:math id="inline_3" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> but <inline-formula id="inline4"><mml:math id="inline_4" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, (it can only occur for ad-nilpotent indices of <italic>K</italic> congruent to 0 or 3 modulo 4) then a certain corner of <italic>R</italic> satisfies a PI, hence <italic>R</italic> holds a GPI. These results have been developed throughout <xref ref-type="book-part" rid="c2">Chapter 2</xref> which have originated an article that has been published in the journal <italic>Bulletin of the Malaysian Mathematical Sciences Society</italic> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT12">12</xref>]). The second aim, to describe in prime associative superalgebras with superinvolution nilpotent inner derivations, has also been positively solved during <xref ref-type="book-part" rid="c3">Chapter 3</xref>. This description depends on the parity of the homogeneous element: if the element is even, what has been developed in the previous chapter in algebra settings ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT12">12</xref>]), is largely rescued. However, if the element is odd, we have worked on its square, which is an even ad-nilpotent element, and we have applied the descriptions for even ad-nilpotent elements studied above. These results has been published in the journal <italic>Linear and Multilinear Algebra</italic> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT28">28</xref>]). During <xref ref-type="book-part" rid="c4">Chapter 4</xref>, we have given examples for each of the cases appearing in the descriptions of the elements in both algebras and superalgebras, thus showing that these descriptions are not trivial. Finally, in <xref ref-type="book-part" rid="c5">Chapter 5</xref>, we have associated a Jordan superstructure to a Lie superalgebra <italic>L</italic> with a homogeneous ad-nilpotent element <italic>a</italic> of index 3 or 4, according to its parity. Furthermore, the Jordan superpair we have constructed following the spirit of the paper of A. Fern&#x00E1;ndez, E. Garc&#x00ED;a and M. G&#x00F3;mez Lozano [<xref ref-type="bibr" rid="CIT24">24</xref>], coincides with the subquotient of a Lie superalgebra associated with an abelian inner ideal [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]]. This last chapter has been published and can be consulted in the journal <italic>Communications in Algebra</italic> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT30">30</xref>]).</p>
</sec>
</named-book-part-body>
</front-matter-part>
<front-matter-part id="f2" book-part-type="frontmatter">
<book-part-meta>
<book-part-id book-part-id-type="publisher-id">URJC</book-part-id>
<title-group>
<title><target target-type="page" id="pges_11"/>INTRODUCTION</title>
</title-group>
</book-part-meta>
<named-book-part-body>
<p>The main topic of this thesis is the study of ad-nilpotent elements belonging to Lie algebras and superalgebras. This work could be splitted in two parts: the first part sticks to the branch of Herstein&#x2019;s theory which studies nilpotent inner derivations in algebras; at the same time, this part can be splitted again into two, the study of nilpotent inner derivations in associative algebras, and the study of nilpotent inner derivations in the super setting. The second part studies Jordan superstructures attached to an ad-nilpotent element of a Lie superalgebra and the subquotients associated to abelian inner ideals of Lie superalgebras.</p>
<p>On one hand, Herstein&#x2019;s theory, which started in 1954 in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT40">40</xref>] (see also the influential works [<xref ref-type="bibr" rid="CIT41">41</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="CIT63">63</xref>]), is the study of nonassociative objects in associative prime and semiprime rings perhaps with involution, or in rings with well-behaved idempotents that provide a context rich enough for the theory to be satisfactorily developed. Among the main contributors, apart from Herstein itself, we can also cite works of K. I. Beidar, M. Bresar, M. A. Chetobar and W. S. Martindale [<xref ref-type="bibr" rid="CIT6">6</xref>], P. Grzeszczuk [<xref ref-type="bibr" rid="CIT38">38</xref>], T. K. Lee, [<xref ref-type="bibr" rid="CIT54">54</xref>], W. S. Martindale and C. <italic>R</italic>. Miers [<xref ref-type="bibr" rid="CIT56">56</xref>] and E. C. Posner [<xref ref-type="bibr" rid="CIT63">63</xref>]. Herstein&#x2019;s theory developed into several similar but different branches: the study of sets with an additional nonassociative structure, as Lie and Jordan ideals (e.g. [<xref ref-type="bibr" rid="CIT58">58</xref>]), culminating in the development of GPI theory ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT7">7</xref>]); the study of special conditions (e.g. commutativity) on certain maps (e.g. generalized derivations) over some sets (e.g. Jordan ideals), in which strong knowledge is gained through the a priori weaker properties (e.g. [<xref ref-type="bibr" rid="CIT9">9</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT50">50</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT21">21</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT64">64</xref>]); and the determination of the structure of nonassociative maps, as Lie homomorphisms and derivations (e.g. [<xref ref-type="bibr" rid="CIT4">4</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT5">5</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT6">6</xref>]), culminating in the development of the theory of functional identities ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT8">8</xref>]). It is to this last branch of Herstein&#x2019;s theory that the first part of this thesis is about, centering on the structure of nilpotent derivations, which have been broadly studied since the 1960&#x2019;. In 1963, Herstein proved that for any ad-nilpotent element <italic>a</italic> of index <italic>n</italic> in a simple ring of characteristic zero or greater than <italic>n</italic> there exists some <italic>&#x03BB;</italic> in the center of <italic>R</italic> such that <italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent. Furthermore, he showed that the index of nilpotence of such element is not greater than <inline-formula id="inline5"><mml:math id="inline_5" display='inline'><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:math></inline-formula>, see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT42">42</xref>, Theorem <xref ref-type="page" rid="pges_84">page 84</xref>]. Herstein&#x2019;s result was extended by Martindale and Miers in 1983 ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT55">55</xref>, Corollary 1]) to prime rings of characteristic greater than <italic>n</italic> making use of the extended centroid of <italic>R</italic>. In 1978, Kharchenko obtained in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT48">48</xref>] an important result: all algebraic derivations of prime rings of characteristic zero are inner for certain elements in an overring; he extended this result to torsion-free semiprime rings in 1979, see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT49">49</xref>]. In 1983, Chung and Luh stated that the index of nilpotence of a nilpotent derivation on a semiprime ring of zero characteristic is always odd (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT16">16</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="CIT17">17</xref>]), and in <target target-type="page" id="pges_12"/>1984 Chung, Kobayashi and Luh ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT18">18</xref>]) proved that if <italic>R</italic> is semiprime and char <italic>R</italic> = <italic>p</italic> > 2 then the index of nilpotence of a nilpotent derivation is of the form <italic>n</italic> = <italic>a</italic><sub><italic>s</italic></sub><italic>p</italic><italic><sup><italic>s</italic></sup></italic> +<italic>a</italic><sub><italic>s</italic>+1</sub><italic>p</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> +&#x2026;+<italic>a<sub><italic>l</italic></sub>pl</italic> where 0 &#x2264; <italic>s</italic> &#x2264; <italic>l</italic>, the <italic>a<sub>i</sub></italic> are non negative integers less than <italic>p</italic>, <italic>a</italic><sub><italic>s</italic></sub> is odd, and <italic>a</italic><sub><italic>s</italic>+1</sub><italic>,</italic> &#x2026;, <italic>a<sub><italic>l</italic></sub></italic> are even. Moreover, Chung in 1985 proved, for prime rings <italic>R</italic> of characteristic zero, that a nilpotent derivation is inner and induced by a nilpotent element of an overring, see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT15">15</xref>]. In 1992, with different techniques, Grzeszczuk showed that any nilpotent derivation in a semiprime ring with minimal restrictions on its characteristic is an inner derivation in a semiprime subring of the right Martindale ring of quotients of <italic>R</italic> and is induced by a nilpotent element in such subring, see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT38">38</xref>, Corollary 8] and its generalization by Chuang and T. K. Lee in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT14">14</xref>, &#x00A7;3].</p>
<p>Some examples of Lie algebras appear when working with rings <italic>R</italic> with involution *: the Lie algebras of skew-symmetric elements <italic>K</italic> := Skew(<italic>R</italic>, *) and <italic>K/Z</italic>(<italic>R</italic>) and the derived Lie algebras [<italic>K</italic>, <italic>K</italic>] and [<italic>K</italic>, <italic>K</italic>]/([<italic>K</italic>, <italic>K</italic>] &#x2229; <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>)). The nilpotent derivations of the skew-symmetric elements of prime rings with involution were studied by Martindale and Miers in the 1990&#x2019;s. In this case, if <italic>R</italic> has zero characteristic and is not an order in a 4-dimensional central simple algebra, for every inner derivation <inline-formula id="inline6"><mml:math id="inline_6" display='inline'><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> with <inline-formula id="inline7"><mml:math id="inline_7" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> there exists an element <italic>&#x03BB;</italic> in the extended centroid of <italic>R</italic> such that either <inline-formula id="inline8"><mml:math id="inline_8" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> or the involution is the identity in the extended centroid of <italic>R</italic> and <inline-formula id="inline9"><mml:math id="inline_9" display='inline'><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT56">56</xref>, Main Theorem]. This result was partially extended to semiprime rings by T.K. Lee in 2018. In his main result he proved that if <italic>R</italic> is semiprime with involution and has no <italic>n</italic>!-torsion, then for any <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>K</italic> with <inline-formula id="inline10"><mml:math id="inline_10" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> there exist <italic>&#x03BB;</italic> and a symmetric idempotent &#x03F5; in the extended centroid of <italic>R</italic> such that <inline-formula id="inline11"><mml:math id="inline_11" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT54">54</xref>, Theorem 1.5].</p>
<p>In <xref ref-type="book-part" rid="c2">chapter 2</xref> we study ad-nilpotent elements in Lie algebras arising from semiprime associative algebras <italic>R</italic> free of 2-torsion. With the idea of keeping under control the torsion of <italic>R</italic> we introduce a more restrictive notion of ad-nilpotent element, pure ad-nilpotent element, which is a technical condition since every ad-nilpotent element can be expressed as an orthogonal sum of pure ad-nilpotent elements of decreasing indices. This allows us to be more precise when setting the torsion inside the algebra <italic>R</italic> in order to describe its ad-nilpotent elements. If <italic>R</italic> is a semiprime associative algebra, <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) its extented centroid and <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> is a pure ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> with <italic>R</italic> free of <italic>t</italic> and <inline-formula id="inline12"><mml:math id="inline_12" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion for <inline-formula id="inline13"><mml:math id="inline_13" display='inline'><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, then <italic>n</italic> is odd and there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) such that <italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent of index <italic>t</italic>. If <italic>R</italic> is a semiprime associative algebra with involution * and <italic>a</italic> is a pure ad-nilpotent element of Skew(<italic>R</italic>, *) free of <italic>t</italic> <target target-type="page" id="pges_13"/>and <inline-formula id="inline14"><mml:math id="inline_14" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion for <inline-formula id="inline15"><mml:math id="inline_15" display='inline'><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, then either <italic>a</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of the same index <italic>n</italic> (this may occur if <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1, 3) or <italic>R</italic> is a nilpotent element of <italic>R</italic> of index <italic>t</italic> + 1 and <italic>R</italic> satisfies a nontrivial GPI (this may occur if <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0, 3). The case <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2 is not possible.</p>
<p>On the other hand, an associative superalgebra is a &#x2124;<sub>2</sub>-graded associative algebra <italic>R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> + <italic>R</italic><sub>1</sub>. The elements of <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub> are called homogeneous elements and we say that the degree of <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub> is <italic>i</italic> (denoted |<italic>a</italic>| = <italic>i</italic>) when <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>i</sub>, <italic>i</italic> &#x03F5; {0, 1}. Given an associative superalgebra <italic>R</italic>, we obtain a Lie superalgebra if the associative product is replaced by the superbracket [<italic>a</italic>, <italic>b</italic>] = <italic>ab</italic> &#x2212; (&#x2212;1)<sup>|<italic>a</italic>| |<italic>b</italic>|</sup><italic>ba</italic> for homogeneous <italic>a, b</italic> &#x03F5; <italic>R</italic>. The Lie structure of prime/simple associative superalgebras was investigated by F. Montaner in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT60">60</xref>] and S. Montgomery in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT62">62</xref>].</p>
<p>We say that a &#x2124;<sub>2</sub>-linear map * : <italic>R</italic> &#x2192; <italic>R</italic> is a superinvolution when (<italic>a</italic>*)* = <italic>a</italic> and (<italic>ab</italic>)* = (&#x2212;1)<sup>|<italic>a</italic>| |<italic>b</italic>|</sup><italic>b</italic>*<italic>a</italic>* for homogeneous <italic>a, b</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub>. The set of skew-symmetric elements of an associative superalgebra is a Lie superalgebra and it will be denoted by <italic>K</italic> throughout this paper. Moreover, the study of the Lie structure of <italic>K</italic> of a simple associative superalgebra with superinvolution was iniciated by C. G&#x00F3;mez-Ambrosi and I. Shestakov in 1997 in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT37">37</xref>], and their results were extended to prime superalgebras in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT35">35</xref>]. The study of superinvolutions in associative superalgebras has been of great interest. We highlight the work of J. Laliena [<xref ref-type="bibr" rid="CIT52">52</xref>] about the description of the derived superalgebra [<italic>K</italic>, <italic>K</italic>] of a semiprime superalgebra with superinvolution, and the recent works of A. Giambruno, A. Ioppolo, D. La Mattina and F. Martino ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT32">32</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT33">33</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT34">34</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT45">45</xref>]) on superinvolutions in superalgebras related to polynomial identities and related to the growth of certain substructures of the superalgebras.</p>
<p>Another interesting and very active topic in superalgebras is the study of superderivations (see for example the works of A. Fo&#x0161;ner and M. Fo&#x0161;ner [<xref ref-type="bibr" rid="CIT26">26</xref>], H. Ghahramani, M. N. Ghosseiri and S. Safari [<xref ref-type="bibr" rid="CIT31">31</xref>] or Y. Wang [<xref ref-type="bibr" rid="CIT66">66</xref>]). A linear map <italic>d</italic> = <italic>d</italic><sub>0</sub> + <italic>d</italic><sub>1</sub> in <italic>R</italic> is called a superderivation if each <italic>d<sub>i</sub></italic>, <italic>i</italic> &#x03F5; {0, 1}, satisfies <italic>d<sub>i</sub></italic>(<italic>R<sub>j</sub></italic>) &#x2282; <italic>R</italic><sub><italic>i+j</italic></sub> and <italic>d<sub>i</sub></italic>(<italic>ab</italic>) = <italic>d<sub>i</sub></italic>(<italic>a</italic>)<italic>b</italic> + (&#x2212;1)<sup><italic>i</italic>|<italic>a</italic>|</sup><italic>ad<sub>i</sub></italic>(<italic>b</italic>), for homogeneous <italic>a, b</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub>. For instance, if <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub>, the map ad<sub><italic>a</italic></sub> : <italic>R</italic> &#x2192; <italic>R</italic> given by ad<sub><italic>a</italic></sub>(<italic>x</italic>) = [<italic>a</italic>, <italic>x</italic>] is a superderivation (of degree |<italic>a</italic>|). Such a superderivation is called an inner derivation. In [<xref ref-type="bibr" rid="CIT31">31</xref>] the authors describe the structure of superderivations on some &#x2124;<sub>2</sub>-graded rings and study when superderivations are inner.</p>
<p>In <xref ref-type="book-part" rid="c3">chapter 3</xref> we give an in-deph analysis of the nilpotency index of nilpotent homogeneous inner superderivations in associative prime superalgebras with and without superinvolution.</p>
<p><xref ref-type="book-part" rid="c4">Chapter 4</xref> is devoted to giving examples for all of the types of elements studied in the <xref ref-type="book-part" rid="c2">chapters 2</xref> and <xref ref-type="book-part" rid="c3">3</xref>. Since the even part of an associative superalgebra is <target target-type="page" id="pges_14"/>an associative algebra and a superinvolution restricted to the even part of an associative superalgebra is an involution, the examples of even ad-nilpotent elements of an associative superalgebra with superinvolution will also provide examples of ad-nilpotent elements of an associative algebra with involution.</p>
<p>Finally, local algebras of Jordan systems were introduced by Meyberg [<xref ref-type="bibr" rid="CIT59">59</xref>], used by Zelmanov and revisited by D&#x2019;Amour and McCrimmon in their classification of linear and quadratic Jordan systems [<xref ref-type="bibr" rid="CIT67">67</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT19">19</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT20">20</xref>]. Ever since their introduction, they have played a prominent role in the structure theory of Jordan systems, mainly due to the fact that nice properties flow between the system and their local algebras (see for example [<xref ref-type="bibr" rid="CIT1">1</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT2">2</xref>] or [<xref ref-type="bibr" rid="CIT61">61</xref>]).</p>
<p>In [<xref ref-type="bibr" rid="CIT24">24</xref>] E. Garc&#x00ED;a, A. Fern&#x00E1;ndez L&#x00F3;pez and M. G&#x00F3;mez Lozano attached a Jordan algebra to any Lie algebra <italic>L</italic> with an ad-nilpotent element <italic>x</italic> of index less than or equal to three. Their construction extended the fact that every Lie algebra with an &#x1D530;<italic>l</italic><sub>2</sub>-triple (<italic>e</italic>, [<italic>e</italic>, <italic>f</italic>], <italic>f</italic>) is automatically 5-graded relative to the eigenspaces of ad[<sub><italic>e</italic>,<italic>f</italic></sub>] and <inline-formula id="inline16"><mml:math id="inline_16" display='inline'><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is a unital Jordan algebra. Although their object imitates the construction of a &#x201C;local&#x201D; algebra of a Lie algebra, they did not get a Lie algebra again but a Jordan algebra, so this object was called the Jordan algebra of <italic>L</italic> at <italic>x</italic>. Furthermore, any &#x2124;-graded Lie algebra <italic>L</italic> = <italic>L</italic><sub>&#x2212;n</sub> &#x2295; &#x2026; &#x2295; <italic>L</italic><sub>0</sub> &#x2295; &#x2026; &#x2295; <italic>L</italic><sub>n</sub> comes together with a Jordan pair <italic>V</italic> = (<italic>L</italic><sub>&#x2212;n</sub>, <italic>L</italic><sub>n</sub>) and any element <italic>x</italic> of <italic>L</italic><sub>n</sub> is ad-nilpotent of index less than or equal to three, so one can construct the local algebra of <italic>V</italic> at <italic>x</italic> (in the sense of Meyberg [<xref ref-type="bibr" rid="CIT59">59</xref>]) and this Jordan algebra coincides with the Jordan algebra of <italic>L</italic> at <italic>x</italic>.</p>
<p>The Jordan algebras of Lie algebras, together with their extension to subquotients (Jordan pairs) associated to abelian inner ideals of Lie algebras, have provided a new way of connecting the Lie and the Jordan settings. For example, they were used by E. Zelmanov in his proof of the Lie version of the Kurosh problem [<xref ref-type="bibr" rid="CIT68">68</xref>, &#x00A7;2], and by J. Hennig in her classification of ad-integrable simple, locally finite Lie algebras over algebraically closed fields of characteristic &#x003E; 3 [<xref ref-type="bibr" rid="CIT39">39</xref>, Theorem 2]. This construction was also mimicked in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT65">65</xref>] to construct a quasi-Jordan algebra from a Leibniz algebra and an ad-nilpotent element of index less than or equal to three.</p>
<p>In <xref ref-type="book-part" rid="c5">chapter 5</xref>, given a Lie superalgebra and an even ad-nilpotent element of index less or equal to 3, we can obtain a Jordan superalgebra attached to that element by using the Grassmann envelope; inspired by that construction we build a Jordan superpair attached to an odd ad-nilpotent element of index less or equal to 4. We introduce inner ideals for Lie superalgebras, and we prove that the associated subquotients are Jordan superpairs.</p>
</named-book-part-body>
</front-matter-part>
</front-matter>
<book-body>
<book-part id="c1" book-part-type="chapter">
<book-part-meta>
<book-part-id book-part-id-type="publisher-id">URJC</book-part-id>
<title-group>
<label>CHAPTER 1</label>
<title><target target-type="page" id="pges_15"/>ALGEBRAIC METHODOLOGY</title>
</title-group>
</book-part-meta>
<body>
<p>During all this work &#x03A6; is a unital commutative ring of scalars with <inline-formula id="inline17"><mml:math id="inline_17" display='inline'><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> &#x03F5; &#x03A6;.</p>
<p>Previously, in the introduction, we have established the topics that are covered in this work. In this section we go a step further, laying the foundations of this thesis and establishing its main concepts. Firstly, we will define the basics fundamentals related to associative algebras and superalgebras. Next, we will review some relevant concepts and results to better understand the structure underlying such algebras and superalgebras such as, for example, the notions of primeness and semiprimeness. Afterwards, we will introduce the extended centroid and how it behaves in prime or semiprime associative algebras and superalgebras with involution and superinvolution. Finally, we will recall basic notions on nonassociative algebras and superalgebras, in particular, about Lie and Jordan superalgebras.</p>
<p>In <xref ref-type="book-part" rid="c2">Chapter 2</xref>, we will study ad-nilpotent elements belonging to semiprime associative algebras <italic>R</italic> over &#x03A6; with or without involution. In particular, the extended centroid will be a crucial tool (e.g., it allows us to define what is a pure ad-nilpotent element). In <xref ref-type="book-part" rid="c3">Chapter 3</xref> we will work on the super setting, i.e, on ad-nilpotent elements in prime associative superalgebras <italic>R</italic> over &#x03A6; with or without superinvolution. Finally, throughout <xref ref-type="book-part" rid="c5">Chapter 5</xref> we will deal with Lie superalgebras and Jordan superstructures.</p>
<sec id="c1-s1">
<label><bold>1.1</bold></label>
<title><bold>Basic notions on associative algebras and superalgebras</bold></title>
<p><bold>1.1.1.</bold> Let <italic>R</italic> be an algebra over &#x03A6;. We say that <italic>R</italic> is a superalgebra if <italic>R</italic> is &#x2124;<sub>2</sub>-graded, i.e., <italic>R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x2295; <italic>R</italic><sub>1</sub> such that <italic>R<sub>i</sub></italic> &#x00B7; <italic>R<sub>j</sub></italic> &#x2286; <italic>R</italic><sub><italic>i+j</italic></sub> with <italic>i</italic>, <italic>j</italic> &#x03F5; &#x2124;<sub>2</sub>. <italic>R</italic><sub>o</sub> it is the even part and it is a subalgebra of <italic>R</italic> and <italic>R</italic><sub>1</sub> is the odd part and it is a bimodule over <italic>R</italic><sub>0</sub>. Any element of <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub> is called a homogeneous element and we define the parity of a homogeneous element as |<italic>a</italic>| = 0 if <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> and |<italic>a</italic>| = 1 if <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>1</sub>.</p>
<p>Let <italic>f</italic> : <italic>R</italic> &#x2192; <italic>R</italic>&#x2032; be a linear map where <italic>R</italic> and <italic>R</italic>&#x2032; are both superalgebras. We say that <italic>f</italic> is homogeneous of degree &#x03B3; &#x03F5; &#x2124;<sub>2</sub> if <italic>f</italic> (<italic>R<sub>i</sub></italic>) &#x2282; <italic>R</italic>&#x2032;<sub>i+&#x03B3;</sub>. In addition, we say that <italic>f</italic> is a superalgebra homomorphism if it is an algebra homomorphism and it is homogeneous of degree 0, i.e., <italic>f</italic> (<italic>R<sub>i</sub></italic>) &#x2282; <italic>R</italic>&#x2032;<italic><sub>i</sub></italic>.</p>
<p><bold>1.1.2.</bold> Let <italic>X</italic> = {<italic>x</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>, &#x2026;} be a countable infinite set of variables and let &#x03A6; &#x3008;<italic>X</italic>&#x3009; be the free unital associative algebra generated by <italic>X</italic> over &#x03A6;. If <italic>I</italic> is the two-sided ideal of &#x03A6; (<italic>X</italic>) generated by the set of elements {<italic>x<sub>i</sub>x<sub>j</sub></italic> + <italic>x<sub>j</sub>x<sub>i</sub></italic> | <italic>i</italic>, <italic>j</italic> &#x2265; 1}, we <target target-type="page" id="pges_16"/>set <italic>G</italic> := &#x03A6; &#x3008;<italic>X</italic>/<italic>I</italic>. We call <italic>G</italic> the (infinite dimensional) Grassmann algebra. We denote by &#x03BE;<sub><italic>i</italic></sub> := <italic>x<sub>i</sub></italic> + <italic>I</italic>. With this notation <italic>G</italic> has the following presentation:</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p><italic>G</italic> = &#x3008;1, &#x03BE;<sub>1</sub>, &#x03BE;<sub>2</sub>, &#x2026; | &#x03BE;<italic><sub>i</sub></italic>&#x03BE;<italic><sub>j</sub></italic> + &#x03BE;<sub><italic>j</italic></sub>&#x03BE;<sub><italic>i</italic></sub> = 0, for all <italic>i</italic>, <italic>j</italic> &#x2265; 1&#x3009;.</p></list-item>
</list>
<p>Notice that <inline-formula id="inline18"><mml:math id="inline_18" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> since <inline-formula id="inline19"><mml:math id="inline_19" display='inline'><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> &#x03F5; &#x03A6;. The set <inline-formula id="inline20"><mml:math id="inline_20" display='inline'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>for all</mml:mtext> <mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2115;</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:math></inline-formula> is a basis of <italic>G</italic> over &#x03A6;. In addition, <italic>G</italic> is a &#x2124;<sub>2</sub>-graded module over &#x03A6; :</p>
<disp-formula id="math1"><mml:math id="math_1" display='block'><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:msub><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math2"><mml:math id="math_2" display='block'><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:msub><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Thus, <italic>G</italic> is an associative superalgebra. Moreover, if <italic>R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x2295; <italic>R</italic><sub>1</sub> is a superalgebra over &#x03A6;, we can define the Grassmann envelope of <italic>R</italic>, <italic>G</italic>(<italic>R</italic>), as the even part of the tensor product <italic>G</italic> &#x2297; <italic>R</italic>, i.e., <italic>G</italic>(<italic>R</italic>) = (<italic>G</italic> &#x2297; <italic>R</italic>)<sub>0</sub> = <italic>G</italic><sub>0</sub> &#x2297; <italic>R</italic><sub>0</sub> + <italic>G</italic><sub>1</sub> &#x2297; <italic>R</italic><sub>1</sub>. Notice that <italic>G</italic>(<italic>R</italic>) is an algebra.</p>
<p>The Grassmann envelope allows us to define varieties of superalgebras. Let <italic>R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> + <italic>R</italic><sub>1</sub> be a superalgebra. We say that <italic>R</italic> belongs to a certain variety of superalgebras (Lie, Jordan, associative,&#x2026;) if <italic>G</italic>(<italic>R</italic>) belongs to the same variety of algebras.</p>
<p>Notice that if <italic>R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x2295; <italic>R</italic><sub>1</sub> is a superalgebra (i.e., &#x2124;<sub>2</sub>-graded) such that it is associative as algebra then it is easy to check that <italic>G</italic>(<italic>R</italic>) is associative as well. Hence <italic>R</italic> is an associative superalgebra if and only if <italic>R</italic> is an associative &#x2124;<sub>2</sub>-graded algebra. But in general a Lie or Jordan superalgebra is not a Lie or Jordan &#x2124;<sub>2</sub>-graded algebra.</p>
<p><bold>1.1.3.</bold> Let <italic>R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x2295; <italic>R</italic><sub>1</sub> be an associative superalgebra over &#x03A6;. In these conditions the map &#x03C3; : <italic>R</italic> &#x2192; <italic>R</italic> defined by &#x03C3;(<italic>x</italic><sub>0</sub> + <italic>x</italic><sub>1</sub>) = <italic>x</italic><sub>0</sub> &#x2212; <italic>x</italic><sub>1</sub>, for every <italic>x</italic><sub>0</sub> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub>, <italic>x</italic><sub>1</sub> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>1</sub>, is an algebra automorphism with &#x03C3;<sup>2</sup> = id. Conversely, given an associative algebra <italic>R</italic>, every algebra automorphism &#x03C3; : <italic>R</italic> &#x2192; <italic>R</italic> with &#x03C3;<sup>2</sup> = id defines a &#x2124;<sub>2</sub>-graduation on <italic>R</italic> given by <italic>R</italic><sub>0</sub> = {<italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> | &#x03C3;(<italic>a</italic>) = <italic>a</italic>} and <italic>R</italic><sub>1</sub> = {a &#x03F5; <italic>R</italic> | &#x03C3;(<italic>a</italic>) = &#x2212;a}. Therefore, a &#x2124;<sub>2</sub>-graduation on <italic>R</italic> is equivalent to an algebra automorphism &#x03C3; with &#x03C3;<sup>2</sup> = id.</p>
<p>Notice that a &#x03A6;-module <italic>S</italic> of <italic>R</italic> is graded if and only if &#x03C3;(<italic>S</italic>) &#x2282; <italic>S</italic>.</p>
<p><bold>1.1.4.</bold> Let <italic>R</italic> be an associative algebra or superalgebra. We say that * is an involution if it is a linear map * : <italic>R</italic> &#x2192; <italic>R</italic> such that, for every <italic>a</italic>, <italic>b</italic> &#x03F5; <italic>R</italic>, (<italic>a</italic>*)* = <italic>a</italic> <target target-type="page" id="pges_17"/>and (<italic>ab</italic>)* = <italic>b</italic>*<italic>a</italic>*, and we say that * is a superinvolution if it is a homogeneous, 0-degree, linear map such that for every homogeneous <italic>a</italic>, <italic>b</italic> &#x03F5; <italic>R</italic>, (<italic>a</italic>*)* = <italic>a</italic> and (<italic>ab</italic>)* = (&#x2212;1)<sup>|<italic>a</italic>||<italic>b</italic>|</sup><italic>b</italic>*<italic>a</italic>*. We denote the symmetric and skew-symmetric sets with respect an involution or a superinvolution * as <italic>H</italic> := Sym(<italic>R</italic>, *) = {<italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> | <italic>a</italic>* = <italic>a</italic>} and <italic>K</italic> := Skew(<italic>R</italic>, *) = {<italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> | <italic>a</italic>* = &#x2212;<italic>a</italic>} respectively.</p>
<p><bold>1.1.5.</bold> An associative algebra <italic>R</italic> is semiprime (resp. *-semiprime) if for every nonzero ideal (resp. *-ideal) <italic>I</italic> of <inline-formula id="inline21"><mml:math id="inline_21" display='inline'><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:munder><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and it is prime (resp. *-prime) if <inline-formula id="inline22"><mml:math id="inline_22" display='inline'><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:munder><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for every pair of nonzero ideals (resp. *-ideals) <italic>I, J</italic> of <italic>R</italic>.</p>
<p>We recall that a *-ideal is an ideal <italic>I</italic> such that <italic>I</italic>* &#x2282; <italic>I</italic>.</p>
<p>It is easy to prove that <italic>R</italic> is semiprime if and only if is *-semiprime: It is clear that if <italic>R</italic> is semiprime then is *-semiprime. Conversely, let <italic>R</italic> be a *-semiprime algebra and let <italic>I</italic> be an ideal of <italic>R</italic> such that <italic>I</italic><sup>2</sup> = 0. Notice that <italic>I</italic> &#x2229; <italic>I</italic>* is a *-ideal whose square is zero. Then <italic>I</italic> &#x2229; <italic>I</italic>* = 0, hence <italic>II</italic>* = <italic>I</italic>*<italic>I</italic> = 0. Thus (<italic>I</italic> + <italic>I</italic>*)<sup>2</sup> = 0, and since <italic>I</italic> + <italic>I</italic>* is a *-ideal, we have that <italic>I</italic> = 0. Therefore <italic>R</italic> is semiprime. However, an algebra can be *-prime but not prime: Let <italic>S</italic> be a prime associative algebra over &#x03A6; and let us consider <italic>R</italic> = <italic>S</italic> &#x00D7; <italic>S</italic> with involution (<italic>a</italic>, <italic>b</italic>)* = (<italic>b</italic>, <italic>a</italic>). Then <italic>R</italic> is a *-prime algebra but it is not prime. It is interesting to remark that the symmetric elements are of the form (<italic>a</italic>, <italic>a</italic>) and the skew-symmetric are of the form (<italic>a</italic>, &#x2212;<italic>a</italic>).</p>
<p>We can prove that an associative algebra <italic>R</italic> is prime if and only if <inline-formula id="inline23"><mml:math id="inline_23" display='inline'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for arbitrary nonzero elements <italic>a</italic>, <italic>b</italic> &#x03F5; <italic>R</italic>, and it is semiprime if and only if it is nondegenerate, i.e., <inline-formula id="inline24"><mml:math id="inline_24" display='inline'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for every nonzero element <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT53">53</xref>, &#x00A7;10]).</p>
<p>We are going to study these concepts in super setting. Let <italic>R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x2295; <italic>R</italic><sub>1</sub> be an associative superalgebra and let &#x03C3; be the automorphism associated to the &#x2124;<sub>2</sub>-graduation. We say that an ideal <italic>I</italic> is graded if <italic>I</italic> = <italic>I</italic><sub>0</sub> &#x2295; <italic>I</italic><sub>1</sub> where <italic>I</italic><sub>0</sub> = <italic>I</italic> &#x2229; <italic>R</italic><sub>0</sub> and <italic>I</italic><sub>1</sub> = <italic>I</italic> &#x2229; <italic>R</italic><sub>1</sub> or, as we remarked in 1.1.3, if &#x03C3;(<italic>I</italic>) &#x2282; <italic>I</italic>.</p>
<p>An associative superalgebra <italic>R</italic> is semiprime if for every nonzero graded ideal <italic>I</italic> of <inline-formula id="inline25"><mml:math id="inline_25" display='inline'><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. And it is prime (as a superalgebra) if it does not have nonzero orthogonal graded ideals.</p>
<p>Notice that a *-ideal or a graded ideal satisfies <italic>I</italic>* &#x2282; <italic>I</italic> or &#x03C3;(<italic>I</italic>) &#x2282; <italic>I</italic>, respectively. Then, arguing as before, the concepts of semiprime associative superalgebra and semiprime associative algebra coincide. An associative superalgebra can be prime but not prime as an algebra: for instance, let <italic>S</italic> be a prime associative algebra over &#x03A6;. Then <italic>R</italic> = <italic>S</italic> &#x00D7; <italic>S</italic> with <italic>R</italic><sub>0</sub> = {(<italic>a</italic>, <italic>a</italic>) | <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>S</italic>} and <italic>R</italic><sub>1</sub> = {(<italic>a</italic>, &#x2212;<italic>a</italic>) | <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>S</italic>} is a prime associative superalgebra, which is not prime as an algebra (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT25">25</xref>]). We can say more: If <italic>R</italic> is prime as a superalgebra but not as an algebra we can consider a nonzero ideal <italic>P</italic> of <italic>R</italic> with <italic>P</italic> &#x2229; &#x03C3;(<italic>P</italic>) = 0. Then <italic>P</italic> &#x2295; &#x03C3;(<italic>P</italic>) is <target target-type="page" id="pges_18"/>an essential graded ideal of <italic>R</italic>, where (<italic>P</italic> &#x2295; &#x03C3;(<italic>P</italic>))<sub>0</sub> = {<italic>x</italic> + &#x03C3;(<italic>x</italic>) | <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>P</italic>} &#x2245; <italic>P</italic> as an algebra and (<italic>P</italic> &#x2295; &#x03C3;(<italic>P</italic>))<sub>1</sub> = {<italic>x</italic> &#x2212; &#x03C3;(<italic>x</italic>) | <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>P</italic>}. Hence</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p><italic>P</italic> &#x2295; &#x03C3;(<italic>P</italic>) &#x25C3;<sub>ess</sub> <italic>R</italic> &#x21AA; <italic>R</italic>/<italic>P</italic> &#x2295; <italic>R</italic>/&#x03C3;(<italic>P</italic>).</p></list-item>
</list>
<p>Primeness in associative superalgebras can be also characterized by elements: for any two elements <italic>a, b</italic> of a prime associative superalgebra <italic>R</italic> where <italic>a</italic> and <italic>b</italic> are homogeneous, the condition <italic>aRb</italic> = 0 implies that either <italic>a</italic> or <italic>b</italic> is zero (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT25">25</xref>, pag. 693]). As we said before, semiprime associative superalgebras are semiprime as algebras hence the property <italic>aRa</italic> &#x2260; 0 for every nonzero homogeneous element <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> holds in semiprime superalgebras.</p>
<p>Moreover, when dealing with superalgebras we can always consider the algebra <italic>R</italic><sub>0</sub>. In the next two lemmas F. Montaner states what happens on the even part when the whole superalgebra is semiprime or prime:</p>
<p><bold>Lemma 1.1.6.</bold> <italic>[<xref ref-type="bibr" rid="CIT60">60</xref>, Lemma 1.2] If R</italic> = <italic>R<sub>0</sub></italic> &#x2295; <italic>R<sub>1</sub> is a semiprime associative superalgebra, then <italic>R</italic> and <italic>R</italic><sub>0</sub> are semiprime algebras.</italic></p>
<p><bold>Lemma 1.1.7.</bold> <italic>[<xref ref-type="bibr" rid="CIT60">60</xref>, Lemma 1.3] If R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x2295; <italic>R</italic><sub>1</sub> <italic>is a prime associative superalgebra, then either <italic>R</italic> or <italic>R</italic><sub>0</sub> are prime as algebras.</italic></p>
<p><bold>1.1.8.</bold> An ideal <italic>I</italic> of an associative algebra <italic>R</italic> (resp., an associative algebra with involution *) is prime (resp., *-prime) if <italic>R/I</italic> is a prime (resp. *-prime) associative algebra. If <italic>R</italic> is a semiprime associative algebra then there exists a family of prime ideals <italic>{I</italic><sub>&#x03B1;</sub><italic>}</italic><sub><italic>&#x03B1;</italic></sub><italic>&#x03F5;&#x2206;</italic> such that &#x2229;<sub>&#x03B1;&#x03F5;&#x2206;</sub> <italic>I</italic><sub>&#x03B1;</sub> = {0} and therefore <italic>R</italic> can be seen as a subdirect product of prime associative algebras (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT53">53</xref>, &#x00A7;12]). Similarly, if <italic>R</italic> is a semiprime associative algebra with involution * there exists a family of *-prime ideals <italic>{I</italic><sub>&#x03B1;</sub><italic>}</italic><sub><italic>&#x03B1;</italic></sub>&#x03F5;&#x2206; such that &#x2229;<bold>&#x03B1;<sub>&#x03F5;&#x2206;</sub></bold> <italic>I<sub>&#x03B1;</sub></italic> = {0} and therefore <italic>R</italic> can be seen as a subdirect product of *-prime associative algebras. This is also true for superalgebras.</p>
<p>Moreover, if <italic>R</italic> is semiprime and free of <italic>n</italic>-torsion then the intersection of all prime ideals <italic>I</italic><sub>&#x03B1;</sub> such that <italic>R/I</italic><sub>&#x03B1;</sub> is free of <italic>n</italic>-torsion is zero (notice that the intersection of all prime ideals <italic>I</italic><sub>&#x03B1;</sub> such that <italic>R/I</italic><sub>&#x03B1;</sub> has <italic>n</italic>-torsion contains the essential ideal nR) and therefore <italic>R</italic> is a subdirect product of prime associative algebras, all of them free of <italic>n</italic>-torsion.</p>
</sec>
<sec id="c1-s2">
<label><bold>1.2</bold></label>
<title><bold>The extended centroid of associative algebras and superalgebras</bold></title>
<p><bold>1.2.1.</bold> Given an ideal <italic>I</italic> of <italic>R</italic>, we can define the ideal Ann<sub><italic>R</italic></sub>(I) := <italic>{z &#x03F5; R</italic> | <italic>zI = Iz</italic> = 0}, which is called the annihilator of <italic>I</italic> in <italic>R</italic>. Moreover, when <italic>R</italic> is semiprime, Ann<sub><italic>R</italic></sub>(I) = <italic>{z &#x03F5; R</italic> | <italic>zIz</italic> = 0}. An ideal <italic>I</italic> of <italic>R</italic> is essential (for every nonzero ideal <italic>J</italic> of <italic>R</italic>, <italic>I</italic> &#x2229; <italic>J</italic> &#x2260; 0) if and only if <italic>Ann</italic><sub><italic>R</italic></sub><italic>(I</italic>) = 0 (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT23">23</xref>, Proposition 1.6(1)]).</p>
<p><target target-type="page" id="pges_19"/><bold>1.2.2.</bold> Given an associative algebra <italic>R</italic>, we define a permissible map of <italic>R</italic> as a pair (<italic>I</italic>, <italic>f</italic>) where <italic>I</italic> is an essential ideal of <italic>R</italic> and <italic>f</italic> : <italic>I</italic> &#x2192; <italic>R</italic> is a homomorphism of right <italic>R</italic>-modules. For permissible maps (<italic>I</italic>, <italic>f</italic>) and <italic>(<italic>J</italic>, <italic>g</italic>)</italic> of <italic>R</italic>, define a relation &#x2261; by (<italic>I</italic>, <italic>f</italic>) &#x2261; <italic>(J, g)</italic> if there exists an essential ideal <italic>K</italic> of <italic>R</italic>, contained in <italic>I</italic> &#x2229; <italic>J</italic>, such that <italic>f</italic>(<italic>x</italic>) = <italic>g</italic>(<italic>x</italic>) for all <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>K</italic>. It is easy to see that this is an equivalence relation. If <italic>R</italic> is a semiprime associative algebra then <inline-formula id="inline26"><mml:math id="inline_26" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> has an associative algebra structure coming from the addition of homomorphisms and from the composition of restrictions of homomorphisms, see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT7">7</xref>, <xref ref-type="book-part" rid="c2">Chapter 2</xref>]:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p><disp-formula id="math3"><mml:math id="math_3" display='block'><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item><p><disp-formula id="math4"><mml:math id="math_4" display='block'><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>&#xB7;</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x2218;</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mtext>.&#xA0;</mml:mtext></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list>
<p>The quotient set <inline-formula id="inline27"><mml:math id="inline_27" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> with the operations defined above is called the Martindale algebra of quotients of <italic>R</italic>. Note that if <italic>R</italic> is a semiprime associative algebra then the map <inline-formula id="inline28"><mml:math id="inline_28" display='inline'><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> defined by <italic>f(r)</italic> := [<italic>R</italic>, <sub><italic>&#x03BB;r</italic></sub>], where <sub><italic>&#x03BB;r</italic></sub> : <italic>R</italic> &#x2192; <italic>R</italic> is defined by <sub><italic>&#x03BB;r</italic></sub>(<italic>x</italic>) := <italic>rx</italic>, is a monomorphism of associative algebras, i.e., <italic>R</italic> can be considered as a subalgebra of its right Martindale algebra of quotients. The right Martindale algebra of quotients of <italic>R</italic> satisfies that for all <inline-formula id="inline29"><mml:math id="inline_29" display='inline'><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> there exists an essential ideal <italic>I</italic> of <italic>R</italic> such that <italic>qI</italic> &#x2286; <italic>R</italic>. This facts allow us to prove that every subalgebra <italic>S</italic> of <inline-formula id="inline30"><mml:math id="inline_30" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> which contains <italic>R</italic> is semiprime. Otherwise, if <italic>I</italic> is a nonzero nilpotent ideal of <italic>S</italic> and pick 0 &#x2260; <italic>q</italic> &#x03F5; <italic>I</italic>. There exists an essential ideal <italic>J</italic> of <italic>R</italic> such that <italic>qJ</italic> &#x2286; <italic>R</italic>, i.e., <italic>qJ</italic> = <italic>qJ</italic> &#x2229; <italic>I</italic> &#x2286; <italic>R</italic> &#x2229; <italic>I</italic> is a nonzero nilpotent ideal of <italic>R</italic> which is a contradiction with the semiprimeness of <italic>R</italic>.</p>
<p>The symmetric Martindale algebra of quotients of <italic>R</italic> is defined as</p>
<p><inline-formula id="inline31"><mml:math id="inline_31" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2203;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> an essential ideal <italic>I</italic> of <italic>R</italic> such that <italic>ql</italic> + <italic>Iq</italic> &#x2282; <italic>R}</italic></p>
<p>(if <italic>R</italic> has an involution one can replace the filter of essential ideals by the filter of essential *-ideals in the definition of the symmetric Martindale algebra of quotients, see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT3">3</xref>, p. 858&#x2013;859]). If <italic>R</italic> is semiprime then <inline-formula id="inline32"><mml:math id="inline_32" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, which is a subalgebra of <inline-formula id="inline33"><mml:math id="inline_33" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> containing <italic>R</italic>, is also a semiprime algebra.</p>
<p>When <italic>R</italic> has an involution *, this involution can be extended to <inline-formula id="inline34"><mml:math id="inline_34" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> as follows: let us consider <italic>q</italic> &#x03F5; <italic>q</italic> &#x03F5; <inline-formula id="inline35"><mml:math id="inline_35" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <italic>I</italic> an essential *-ideal such that <italic>qI</italic> + <italic>Iq</italic> &#x2286; <italic>R</italic>. We define <italic>f</italic> : <italic>I</italic> &#x2192; <italic>R</italic> by the rule <italic>f</italic>(<italic>x</italic>) = <italic>(x*q)*.</italic> We set <italic>q*</italic> := [<italic>I</italic>, <italic>f</italic>] and note that <italic>q*x*</italic> = <italic>(xq)</italic>* for all x &#x03F5; <italic>I</italic> (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT7">7</xref>, 2.5.4]).</p>
<p>The extended centroid <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) of a semiprime algebra <italic>R</italic> is defined as the center of <inline-formula id="inline36"><mml:math id="inline_36" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. The extended centroid of a prime algebra is a field (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT7">7</xref>, p. 70]), the set of symmetric elements of the extended centroid of a *-prime algebra is again a field (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT3">3</xref>, Theorem 4(a)]), and the extended centroid of a semiprime algebra is a commutative and unital von Neumann regular algebra (see <target target-type="page" id="pges_20"/>[<xref ref-type="bibr" rid="CIT7">7</xref>, Theorem 2.3.9(iii)]). In particular, if <italic>R</italic> is semiprime, <italic>C</italic>(R) is a semiprime algebra without nilpotent elements.</p>
<p>The central closure of <italic>R</italic>, denoted by <italic>R&#x0302;</italic>, is defined as the unital subalgebra of <inline-formula id="inline37"><mml:math id="inline_37" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> generated by <italic>R</italic> and <italic>C</italic>(R), i.e., <italic>R&#x0302;</italic> := <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<italic>R</italic> + <italic>C</italic>(<italic>R</italic>), and can be seen as a <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)-algebra. Therefore we can consider <italic>R</italic> contained in <italic>R&#x0302;</italic>. Moreover, since <italic>R&#x0302;</italic> contains <italic>R</italic> and it is contained in <inline-formula id="inline38"><mml:math id="inline_38" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, if <italic>R</italic> is semiprime then <italic>R&#x0302;</italic> is semiprime. The algebra <italic>R&#x0302;</italic> is centrally closed, i.e., it coincides with its central closure. In particular its center equals its extended centroid, <italic>Z</italic>(<italic>R&#x0302;</italic>) = <italic>C</italic>(<italic>R&#x0302;</italic>).</p>
<p><bold>1.2.3.</bold> The notion of extended centroid for semiprime associative superalgebras was studied by M. Fo&#x0161;ner, see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT25">25</xref>]. Let <italic>R</italic> be a semiprime associative superalgebra. Since <italic>R</italic> is semiprime as algebra we can consider the symmetric Martindale algebra of quotients <inline-formula id="inline39"><mml:math id="inline_39" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Let <italic>&#x03C3;</italic> : <italic>R</italic> &#x2192; <italic>R</italic> be the automorphism associated to the &#x2124;<sub>2</sub>-grading of <italic>R (&#x03C3;</italic><sup>2</sup> = id). This automorphism, by [<xref ref-type="bibr" rid="CIT7">7</xref>, Proposition 2.5.3], can be extended to <inline-formula id="inline40"><mml:math id="inline_40" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and we denote this extension by <inline-formula id="inline41"><mml:math id="inline_41" display='inline'><mml:mover><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>. Therefore <inline-formula id="inline42"><mml:math id="inline_42" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is an associative superalgebra such that <inline-formula id="inline43"><mml:math id="inline_43" display='inline'><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> with <italic>i</italic> = 0, 1. Moreover, if <italic>R</italic> is endowed with a superinvolution *, this can be also extended to <inline-formula id="inline44"><mml:math id="inline_44" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> as follows: let us consider <inline-formula id="inline45"><mml:math id="inline_45" display='inline'><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, with <italic>i</italic> = 0, 1, and <italic>I</italic> an essential graded *-ideal such that <italic>qI</italic> + <italic>Iq</italic> &#x2286; <italic>R</italic>. We define <italic>f</italic> : <italic>I</italic> &#x2192; <italic>R</italic> by <italic>f</italic>(<italic>x</italic>) = (&#x2212;1)<sup>|<italic>q</italic>||<italic>x</italic>|</sup>(<italic>x*q</italic>)*. We set <italic>q*</italic> := [<italic>I</italic>, <italic>f</italic>] and note that <italic>q*x*</italic> = (&#x2212;1)<sup>|<italic>x</italic>||<italic>q</italic>|</sup>(<italic>xq</italic>)* for all <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>I</italic> homogeneous. Indeed, * is a superinvolution on <inline-formula id="inline46"><mml:math id="inline_46" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>: Let us consider <inline-formula id="inline47"><mml:math id="inline_47" display='inline'><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="inline48"><mml:math id="inline_48" display='inline'><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> with <italic>i, j</italic> = 0, 1. Choose an essential graded *-ideal <italic>J</italic> of <italic>R</italic> such that <italic>Jq<sub>i</sub>, q<sub>i</sub>J</italic>, <italic>Jq<sub>j</sub></italic>, <italic>q<sub>j</sub>J</italic>, <italic>Jq<sub>i</sub>q<sub>j</sub></italic>, <italic>q<sub>i</sub>q<sub>j</sub>J</italic> are all contained in <italic>R</italic> and let <italic>I</italic> = <italic>J</italic><sup>2</sup>. Then <italic>Iq<sub>i</sub></italic>, <italic>q<sub>i</sub>I</italic>, <italic>Iq<sub>j</sub></italic>, <italic>Iq<sub>i</sub></italic> &#x2286; <italic>J</italic>. For every homogeneous <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>I</italic> we have</p>
<disp-formula id="math5"><mml:math id="math_5" display='block'><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0em" rowspacing="3pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>*</mml:mo></mml:msup><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>*</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>*</mml:mo></mml:msup><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>*</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>*</mml:mo></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>*</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>*</mml:mo></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Hence (<italic>q</italic><sub><italic>i</italic></sub><italic>q</italic><sub><italic>j</italic></sub>)* = (&#x2212;1)<sup><italic>ij</italic></sup><italic>q</italic>*<sub><italic>j</italic></sub><italic>q</italic>*<sub><italic>i</italic></sub> for all <inline-formula id="inline49"><mml:math id="inline_49" display='inline'><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="inline50"><mml:math id="inline_50" display='inline'><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> with <italic>i, j</italic> = 0, 1.</p>
<p>On the other hand, since <italic>R</italic> is semiprime as an algebra, we can consider the extended centroid <italic>C(R)</italic> of <italic>R</italic>, which it is also &#x2124;<sub>2</sub>-graded because <italic>C(R)</italic> = <italic>Z</italic>(<italic>Q</italic><sup><italic>r</italic></sup><sub><italic>m</italic></sub>(<italic>R</italic>)). Let <italic>R&#x0302;</italic> = <italic>C(R)R</italic> + <italic>C(R)</italic> be the central closure of <italic>R.</italic> We will say that <italic>R</italic> is centrally closed if <italic>R</italic> = <italic>R&#x0302;</italic>.</p>
<p><bold>1.2.4.</bold> Let <italic>R</italic> be a prime associative superalgebra such that <italic>R</italic> is not prime as an algebra. Let &#x03C3; denote the automorphism associated to the &#x2124;<sub>2</sub>-grading of <italic>R</italic> and consider a nonzero ideal <italic>P</italic> of <italic>R</italic> with <italic>P</italic> &#x2229; <italic>&#x03C3;(P</italic>) = 0. Then <italic>P</italic> &#x2295; <italic>&#x03C3;(P</italic>) is a graded essential ideal of <italic>R</italic>, where (<italic>P</italic> &#x2295; <italic>&#x03C3;(P</italic>))<sub>0</sub> = <italic>{x</italic> + &#x03C3;(<italic>x</italic>) | <italic>x &#x03F5; P</italic>} &#x224C; <italic>P</italic> as an algebra and (P &#x2295; &#x03C3;<italic>(P</italic>))<sub>1</sub> = <italic>{x &#x2212; &#x03C3;(<italic>x</italic>)</italic> | <italic>x &#x03F5; P</italic>}. Since <italic>P</italic> &#x2295; &#x03C3;<italic>(P</italic>) is essential in <italic>R</italic>,</p>
<disp-formula id="math6"><mml:math id="math_6" display='block'><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2245;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mover><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_21"/>where the isomorphism is given by the restriction of permissible maps (for any <italic>&#x03BB;</italic> = [<italic>I</italic>, <italic>f</italic>] &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) we define <inline-formula id="inline51"><mml:math id="inline_51" display='inline'><mml:mover><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close=""><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>, <italic>g]</italic> where <italic>g</italic> : (<italic>I&#x2229;(P&#x2295;&#x03C3;(P</italic>))<sup>2</sup> &#x2192; <italic>P&#x2295;&#x03C3;(P</italic>) is the restriction of <italic>f</italic> to the essential ideal (<italic>I</italic> &#x2229; (<italic>P</italic> &#x2295; <italic>&#x03C3;(P</italic>)))<sup>2</sup> of <italic>P</italic> &#x2295; <italic>&#x03C3;(P</italic>)). Notice that the &#x2124;<sub>2</sub>-grading of <inline-formula id="inline52"><mml:math id="inline_52" display='inline'><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mover><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> comes from the &#x2124;<sub>2</sub>-grading of <inline-formula id="inline53"><mml:math id="inline_53" display='inline'><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#xA0;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mover><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="inline54"><mml:math id="inline_54" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mover><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mover><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo>&#xA0;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:math></inline-formula>. In particular,</p>
<disp-formula id="math7"><mml:math id="math_7" display='block'><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2245;</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>&#x2245;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>On the other hand, by Lemma 1.1.7, <italic>R</italic><sub>0</sub> is prime as an algebra, and therefore its nonzero ideals are essential. By restricting permissible maps from <italic>R</italic><sub>0</sub> to (<italic>P</italic> &#x2295; <italic>&#x03C3;(P</italic>))<sub>0</sub> we get <inline-formula id="inline55"><mml:math id="inline_55" display='inline'><mml:mi>C</mml:mi><mml:mfenced><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mfenced><mml:mo>&#x2245;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mfenced><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2245;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>We have obtained that <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> &#x224C; <italic>C</italic>(<italic>R</italic><sub>0</sub>).</p>
<p><bold>Lemma 1.2.5.</bold> <italic>Let R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x2295; <italic>R</italic><sub>1</sub> <italic>be a prime associative superalgebra, and let a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub>. <italic>If there exists &#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C(R) such that a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB; is nilpotent of index <italic>n</italic> and <italic>R</italic> has no <italic>n</italic>-torsion then &#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub>.</p>
<p><italic>Proof.</italic> Let us consider <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> and suppose that there exists <italic>&#x03BB;</italic> = <italic>&#x03BB;</italic><sub>0</sub> + <italic>&#x03BB;</italic><sub>1</sub> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) such that <italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent of index <italic>n</italic>. If <italic>&#x03BB;</italic><sub>1</sub> &#x2260; 0, it is invertible by Lemma 1.2.6 and there exists <italic>&#x03BC;1</italic> &#x03F5; <italic>C(<italic>R</italic>)<sub>1</sub></italic> such that <italic>&#x03BB;<sub>1</sub>&#x03BC;<sub>1</sub></italic> = 1. From the nilpotency of <italic>a &#x2212; &#x03BB;</italic><sub>0</sub> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic><sub>1</sub> we get that <italic>&#x03BC;<sub>1</sub>a &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic><sub>0</sub> &#x2212;</italic> 1 is again nilpotent of index <italic>n</italic>, i.e., the element <italic>b</italic> = <italic>&#x03BC;<sub>1</sub>a &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>&#x03BB;</italic><sub>0</sub> &#x03F5; <italic>R<sub>1</sub></italic> satisfies a polynomial of the form <italic>p(X</italic>) = <italic>(X &#x2212;</italic> 1)<sup><italic>n</italic></sup> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub>[<italic>X</italic>]. Since <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> is a field, <italic>p</italic>(<italic>X</italic>) &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub>[<italic>X</italic>] is the minimal polynomial of <italic>b</italic> over <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub>. In particular</p>
<disp-formula id="math8"><mml:math id="math_8" display='block'><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>and by homogeneity</p>
<disp-formula id="math9"><mml:math id="math_9" display='block'><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>i.e., <italic>b</italic> satisfies the polynomial <inline-formula id="inline56"><mml:math id="inline_56" display='inline'><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:munderover><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. But <italic>n &#x2212;</italic> 1 = deg<italic>q(X</italic>) &#x003C; deg p(X) = n, a contradiction with the minimality of p(X). Therefore <italic>&#x03BB;</italic><sub>1</sub> = 0 and <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub>.</p>
<p><target target-type="page" id="pges_22"/><bold>Lemma 1.2.6.</bold> <italic>[<xref ref-type="bibr" rid="CIT25">25</xref>, Lemma 3.1] Let <italic>R</italic> be a semiprime associative superalgebra. Then the following assertions are equivalent:</italic></p>
<list list-type="lower-roman">
<list-item><p><italic><italic>R</italic> is a prime superalgebra.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>all nonzero homogenous elements on <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) are invertible.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> <italic>is a field.</italic></p></list-item>
</list>
</sec>
<sec id="c1-s3">
<label><bold>1.3</bold></label>
<title><bold>Basic notions on Lie and Jordan algebras and superalgebras</bold></title>
<p><bold>1.3.1.</bold> We will work with Lie algebras and superalgebras arising from associative algebras and superalgebras. A Lie algebra <italic>L</italic> over a ring of scalars&#x03A6; is a &#x03A6;-module with a bilinear product [ , ] satisfying, for every <italic>x, y, z</italic> &#x03F5; <italic>L</italic>, the anticommutativity property and the Jacobi identity:</p>
<list list-type="lower-roman">
<list-item><p>[<italic>x</italic>, <italic>y</italic>] = &#x2212;[<italic>y</italic>, <italic>x</italic>],</p></list-item>
<list-item><p>[<italic>x</italic>, [<italic>y</italic>, <italic>z</italic>]] + [<italic>z</italic>, [<italic>x</italic>, <italic>y</italic>]] + [<italic>y</italic>, [<italic>z</italic>, <italic>x</italic>]] = 0 (Jacobi identity).</p></list-item>
</list>
<p>Let <italic>L</italic> = <italic>L</italic><sub>0</sub> + <italic>L<sub>1</sub></italic> be a superalgebra over &#x03A6; with bilinear product denoted by [ , ]<sub><italic>s</italic></sub>. By using the Grassmann envelope, <italic>L</italic> is a Lie superalgebra if G(<italic>L</italic>) is a Lie algebra. Let us suppose that <italic>L</italic> = <italic>L</italic><sub>0</sub> + <italic>L<sub>1</sub></italic> is a Lie superalgebra, i.e., <italic>G</italic>(<italic>L</italic>) = <italic>L</italic><sub>0</sub> &#x2297; <italic>G</italic><sub>0</sub> + <italic>L<sub>1</sub></italic> &#x2297; <italic>G<sub>1</sub></italic> is a Lie algebra. We can deepen into which identities <italic>L</italic> satisfies: let us pick <italic>x</italic> &#x2297; &#x03BE;<sub>i</sub>, <italic>y</italic> &#x2297; &#x03BE;<sub>j</sub> &#x03F5; (<italic>L</italic><sub>0</sub> &#x2297; <italic>G</italic><sub>0</sub>) &#x222A; (<italic>L</italic><sub>1</sub> &#x2297; <italic>G</italic><sub>1</sub>), then</p>
<disp-formula id="math10"><mml:math id="math_10" display='block'><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msub><mml:mo>]</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mo>]</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mo>]</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<p>so we can assure, by linearity, that <italic>[x, y]</italic><sub><italic>s</italic></sub> = &#x2212; (&#x2212;1)<sup>|<italic>x</italic>||<italic>y</italic>|</sup> [<italic>y</italic>, <italic>x</italic>]<sub><italic>s</italic></sub> for every <italic>x, y &#x03F5; L</italic><sub>0</sub> U <italic>L<sub>1</sub>.</italic> Notice that the factor (&#x2212;1) in the identity naturally arises from the property <italic>&#x03BE;<sub>i</sub>&#x03BE;<sub>j</sub></italic> + <italic>&#x03BE;<sub>j</sub>&#x03BE;<sub>i</sub></italic> = 0, i.e, <italic>&#x03BE;<sub>i</sub>&#x03BE;<sub>j</sub></italic> = &#x2212; <italic>&#x03BE;<sub>j</sub>&#x03BE;<sub>j</sub></italic> of the generators of the Grassman algebra. Therefore, the identities (i) and (ii) can be translated to super setting as follows: Let <italic>L</italic> be a &#x2124;<sub>2</sub>- graded module over &#x03A6; with a bilinear product [ , ]<sub><italic>s</italic></sub> such that for every homogeneous <italic>x</italic>, <italic>y</italic>, <italic>z</italic> &#x03F5; <italic>L</italic>:</p>
<list list-type="lower-roman">
<list-item><p><italic>[x, y]</italic><sub><italic>s</italic></sub> = &#x2212; (&#x2212;1)<sup>|<italic>x</italic>||<italic>y</italic>|</sup>[<italic>y</italic>, <italic>x</italic>]<sub><italic>s</italic></sub> (super-anticommutativity),</p></list-item>
<list-item><p><italic>[x, [y</italic>, z]<sub><bold><italic>s</italic></bold></sub>]<sub><bold><italic>s</italic></bold></sub> + (&#x2212;1)<sup>|<italic>x</italic>|(|<italic>y</italic>|</sup>+<sup>|<italic>z</italic>|</sup>) [<italic>z</italic>, <italic>[x</italic>, <italic>y</italic>]<sub><bold><italic>s</italic></bold></sub>]<sub><bold><italic>s</italic></bold></sub> + (&#x2212;1)<sup>|<italic>z</italic>|(|<italic>x</italic>+|<italic>y</italic>|</sup>) <italic>[<italic>y</italic>, [<italic>z</italic></italic>, <italic>x</italic>]<sub><bold><italic>s</italic></bold></sub>]<sub><bold><italic>s</italic></bold></sub> = 0 (Jacobi superidentity).</p></list-item>
</list>
<p>Conversely, a superalgebra is a Lie superalgebra if both identities above are satisfied (see [<bold>?</bold>, Section 1]).</p>
<p><target target-type="page" id="pges_23"/>Recall that the adjoint map determined by any <italic>a &#x03F5; L</italic> (resp. any homogeneous <italic>a &#x03F5; L</italic>) is ad<sub><italic>a</italic></sub>(<italic>x</italic>) := [<italic>a</italic>, <italic>x</italic>] (resp. ad<sub><italic>a</italic></sub>(<italic>x</italic>) := [a, <italic>x</italic>]<sub><italic>s</italic></sub> in super setting) for every <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>L</italic>. We say that an element <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>L</italic> is ad-nilpotent of index <italic>n</italic> &#x2265; 1 if <inline-formula id="inline57"><mml:math id="inline_57" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>L</italic> = 0 and <inline-formula id="inline58"><mml:math id="inline_58" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2013;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. We say that an element <italic>a</italic> in <italic>L</italic> is a Jordan element if <inline-formula id="inline59"><mml:math id="inline_59" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT23">23</xref>, <xref ref-type="book-part" rid="c4">Chapter 4</xref>]). Since in superalgebras we will always consider homogeneous elements, we will define Jordan element in superalgebras for even elements as an even element which is ad-nilpotent of index less or equal to 3 of the whole Lie superalgebra. For odd elements we will work with ad-nilpotency of index less or equal to 4.</p>
<p>Typical examples of Lie algebras and superalgebras come from the associative setting: if <italic>R</italic> is an associative algebra (resp. superalgebra) over a ring of scalars &#x03A6;, then <italic>R</italic> with product, called bracket, [<italic>x</italic>, <italic>y</italic>] := <italic>xy</italic> &#x2212; <italic>yx</italic> for every <italic>x, y</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> (resp. [<italic>x</italic>, <italic>y]</italic><sub><italic>s</italic></sub> = <italic>xy &#x2212;</italic> (&#x2212;1)<sup>|<italic>x</italic>||<italic>y</italic>|</sup><italic>yx</italic>, called super-bracket, for every homogeneous <italic>x, y</italic> &#x03F5; <italic>R</italic>) is a Lie algebra (resp. a Lie superalgebra) denoted by <italic>R</italic><sup>&#x2212;</sup>. When dealing with <italic>R</italic><sup>&#x2212;</sup> as a superalgebra, if <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> then ad<sub><italic>a</italic></sub> behaves as the usual adjoint map in the non-super setting; when <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R<sub>1</sub></italic>, <inline-formula id="inline60"><mml:math id="inline_60" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mo>ad</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>We will deal with Jordan algebras and superalgebras in <xref ref-type="book-part" rid="c5">Chapter 5</xref>. A linear Jordan algebra <italic>J</italic> over a ring of scalars &#x03A6;, with <inline-formula id="inline61"><mml:math id="inline_61" display='inline'><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x3A6;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, is a &#x03A6;-module with a bilinear product &#x2022; satisfying, for every <italic>x</italic>, <italic>y</italic> &#x03F5; <italic>J</italic>, the commutativity property and Jordan identity:</p>
<list list-type="lower-roman">
<list-item><p><italic>x</italic> &#x2022; <italic>y</italic> = <italic>y</italic> &#x2022; <italic>x</italic>,</p></list-item>
<list-item><p>((<italic>x</italic> &#x2022; <italic>x</italic>) &#x2022; <italic>y</italic>) &#x2022; <italic>x</italic> = (<italic>x</italic> &#x2022; <italic>x</italic>) &#x2022; (<italic>y</italic> &#x2022; <italic>x</italic>) (Jordan identity).</p></list-item>
</list>
<p>We already know that a superalgebra is a Jordan superalgebra if its Grassmann envelope is a Jordan algebra. But to translate the Jordan identity to super setting first we need to linearize it because the generatos in the Grassman algebra satisfy <inline-formula id="inline62"><mml:math id="inline_62" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. We can prove that a &#x2124;<sub>2</sub>-graded module <italic>J</italic> over &#x03A6; with a bilinear product &#x2022;<sub><italic>s</italic></sub> is a Jordan superalgebra if it satisfies</p>
<list list-type="lower-roman">
<list-item><p><italic>x</italic> &#x2022;<sub><bold>s</bold></sub> <italic>y</italic> = (&#x2212;1)<sup>|<italic>x</italic>||<italic>y</italic>|</sup><italic>y</italic> &#x2022;<sub><bold>s</bold></sub> <italic>x</italic> (super-commutativity),</p></list-item>
<list-item><p><inline-formula id="inline63"><mml:math id="inline_63" display='inline'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#xA0;</mml:mo><mml:mtext>t)</mml:mtext><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2219;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></inline-formula> (Jordan super-identity)</p></list-item>
</list>
<p>for every homogeneous <italic>x</italic>, <italic>y, z, t &#x03F5; J</italic>. As above, if <italic>R</italic> is an associative algebra (resp. superalgebra) over a ring of scalars &#x03A6;, then <italic>R</italic> with product, called bullet, <italic>x</italic> &#x2022; <italic>y</italic> = <italic>xy</italic> + <italic>yx</italic> for every <italic>x</italic>, <italic>y &#x03F5; R</italic> (resp. <italic>x</italic> &#x2022;<sub><italic>s</italic></sub> <italic>y</italic> = <italic>xy</italic> + (&#x2212;1)<sup>|<italic>x</italic>||<italic>y</italic>|</sup><italic>yx</italic>, called <target target-type="page" id="pges_24"/>super-bullet, for every homogeneous <italic>x, y &#x03F5; R</italic>) is a Jordan algebra (resp. Jordan superalgebra) denoted by <italic>R</italic><sup>+</sup>.</p>
<p>The algebras <italic>R</italic><sup>&#x2212;</sup> and <italic>R</italic><sup>+</sup> are well-known and it was I.N. Herstein the first one to study the relations between <italic>R</italic> and both of them in the non-super case (see for example [<xref ref-type="bibr" rid="CIT43">43</xref>]). Moreover, <italic>K</italic> is a Lie subalgebra (resp. subsuperalgebra) of <italic>R</italic><sup>&#x2212;</sup> and <italic>H</italic> is a Jordan subalgebra (resp. subsuperalgebra) of <italic>R</italic><sup>+</sup>. We refer the reader to [<xref ref-type="bibr" rid="CIT25">25</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT35">35</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT36">36</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT37">37</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT52">52</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT60">60</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="CIT62">62</xref>] for further information on associative superalgebras and on the Herstein theory on superalgebras. Although we have denoted super bracket as [ , ]<sub><italic>s</italic></sub>, in <xref ref-type="book-part" rid="c3">Chapter 3</xref>, in order to simplify the notation, we will denote it as [ , ] (we will just work with the super bracket and there will not be any confusion).</p>
<p><bold>1.3.2.</bold> If <italic>R</italic> is a centrally closed *-prime algebra and Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) &#x2260; 0 then for any 0 &#x2260; <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) we have <italic>R</italic> = <italic>H</italic> + <italic>K</italic> = <italic>&#x03BB;</italic><sup>2</sup><italic>H</italic> + <italic>K &#x2286; &#x03BB;K</italic> + <italic>K</italic> &#x2286; <italic>R</italic> because 0 &#x2260; <italic>&#x03BB;</italic><sup>2</sup> is invertible, so <italic>R</italic> = <italic>&#x03BB;K</italic> + <italic>K</italic> for every 0 &#x2260; <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *). This occurs in particular when <italic>R</italic> is *-prime but not prime, because in this situation there exists a nonzero ideal <italic>I</italic> of <italic>R</italic> such that <italic>I</italic> &#x2229; <italic>I</italic> * = 0, and so we can define a nonzero skew element <italic>&#x03BB;</italic> : <italic>I</italic> &#x2295; <italic>I</italic>* &#x2192; <italic>R</italic> in <italic>C</italic> (<italic>R</italic>) given by <italic>&#x03BB;</italic>(<italic>x</italic> + <italic>y</italic>) := <italic>x</italic> &#x2212; <italic>y</italic>.</p>
<p>If <italic>R</italic> is a centrally closed semiprime ring then <italic>R</italic><sup>&#x2212;</sup> is a Lie algebra over the ring of scalars <italic>C</italic>(<italic>R</italic>); if in addition <italic>R</italic> has an involution *, then <italic>K</italic> is a Lie algebra over <italic>H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *).</p>
<p><bold>Lemma 1.3.3.</bold> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT13">13</xref>, Lemma 2.11]) <italic>Let (R</italic>, *) <italic>be a semiprime associative algebra with involution and let a &#x03F5; <italic>R</italic>. If there exist &#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) <italic>such that a &#x2212; &#x03BB; is nilpotent then &#x03BB; is the unique element of C(<italic>R</italic>) such that a &#x2212; &#x03BB; is nilpotent. Moreover, if a</italic> &#x03F5; <italic>K then &#x03BB;</italic> &#x03F5; Skew(<italic>C</italic><italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *).</p>
<p><italic>Proof.</italic> If a&#x2212;<italic>&#x03BB;</italic> and <italic>a&#x2212;&#x03BC;</italic> are nilpotent elements of the central closure <italic>R&#x0302;</italic> of <italic>R</italic>, <italic>a</italic>&#x2212;<italic>&#x03BB;</italic>&#x2212;(<italic>a</italic>&#x2212; <italic>&#x03BC;)</italic> = <italic>&#x03BC;</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic> is a nilpotent element in the semiprime commutative ring <italic>C(<italic>R</italic>).</italic> Therefore <italic>&#x03BB;</italic> = <italic>&#x03BC;</italic>. Now, if <italic>a &#x03F5; K</italic> and <italic>a &#x2212; &#x03BB;</italic> is nilpotent then (<italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic>)* = &#x2212; (<italic>a</italic> + <italic>&#x03BB;</italic>*) is nilpotent and therefore <italic>a</italic> + <italic>&#x03BB;</italic>* is nilpotent, which implies that <italic>&#x03BB;</italic> = &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic>* &#x03F5; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *).</p>
<p>We will need also this result in superalgebras. With the same argument as in the above lemma we have:</p>
<p><bold>Lemma 1.3.4.</bold> <italic>Let R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x2295; <italic>R<sub>1</sub> be a semiprime associative superalgebra with superinvolution *, and let a &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub></italic> &#x222A; <italic>R<sub>1</sub>. If there exists &#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C(<italic>R</italic>) such that a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB; is nilpotent then &#x03BB; is the unique element of C(<italic>R</italic>) such that a &#x2212; &#x03BB; is nilpotent. Moreover, if a &#x03F5; <italic>K</italic> then &#x03BB;</italic> &#x03F5; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *).</p>
</sec>
</body>
</book-part>
<book-part id="c2" book-part-type="chapter">
<book-part-meta>
<book-part-id book-part-id-type="publisher-id">URJC</book-part-id>
<title-group>
<label>CHAPTER 2</label>
<title><target target-type="page" id="pges_25"/>AD-NILPOTENT ELEMENTS IN AN ASSOCIATIVE ALGEBRA</title>
</title-group>
</book-part-meta>
<body>
<p>This chapter has been published in the journal <italic>Bulletin of the Malaysian Mathematical Sciences Society</italic> and can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT12">12</xref>].</p>
<p>Throughout all this chapter <italic>R</italic> is an associative algebra over &#x03A6; with <inline-formula id="inline64"><mml:math id="inline_64" display='inline'><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> &#x03F5; &#x03A6;.</p>
<p>The main goal of this chapter is to deepen into the description of ad-nilpotent elements of <italic>R</italic> and <italic>K</italic> where <italic>R</italic> is a semiprime associative algebra with involution. In the spirit of Martindale and Miers&#x2019; result [<xref ref-type="bibr" rid="CIT56">56</xref>, Main Theorem], we will obtain different types of ad-nilpotent elements of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> depending on the equivalence class of <italic>n</italic> modulo 4. In this chapter we will also study ad-nilpotent elements in semiprime associative algebras, as T.K. Lee did in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT54">54</xref>], but we introduce a new concept called pure ad-nilpotent, that it will allow us to weaken torsion conditions and to obtain a more detailed classification. We say that an ad-nilpotent element <italic>a</italic> of index <italic>n</italic> in <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic> is pure if <italic>&#x03BB;a</italic> remains ad-nilpotent of the same index for every <italic>&#x03BB;</italic> in the extended centroid such that <italic>&#x03BB;</italic>a &#x2260; 0. An ad-nilpotent element <italic>a</italic> of index <italic>n</italic> in <italic>K</italic> is pure if for every symmetric <italic>&#x03BB;</italic> in the extended centroid such that <italic>&#x03BB;</italic>a &#x2260; 0, <italic>&#x03BB;</italic>a is ad-nilpotent of the same index <italic>n</italic>. This is just a technical condition, since every ad-nilpotent element of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic> can be expressed as an orthogonal sum of pure ad-nilpotent elements of the central closure <italic>R&#x0302;</italic> of <italic>R</italic> with decreasing indices of ad-nilpotency.</p>
<p>As a first step we focus on ad-nilpotent elements of <italic>R<sup>&#x2212;</sup>.</italic> In this case, under the hypothesis of pure ad-nilpotence, the condition on the torsion of the algebra can be weakened when compared with the result of T.K. Lee in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT54">54</xref>, Theorem 1.3].</p>
<p>From Theorems 2.2.4 and 2.3.6 we easily recover Lee&#x2019;s results [<xref ref-type="bibr" rid="CIT54">54</xref>, Theorem 1.3 and Theorem 1.5]. Furthermore, we also describe ad-nilpotent elements of Lie algebras of the form <italic>R/Z(<italic>R</italic>)</italic> and <italic>K/(K&#x2229;Z(<italic>R</italic>))</italic>, and of their derived Lie algebras <italic>[R</italic>, <italic>R</italic>]/([<italic>R</italic>, <italic>R</italic>]&#x2229;<italic>Z</italic>(<italic>R</italic>)) and [<italic>K</italic>,<italic>K</italic>]/([<italic>K</italic>,<italic>K</italic>] &#x2229; <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>)).</p>
<p>Let us write down some useful results where the extended centroid <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) plays a really important role. We will use the following results due to Beidar, Martindale and Mikhalev.</p>
<p><bold>Theorem 2.0.1.</bold> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT57">57</xref>, Theorem 2(a)]) <italic>Let R be a prime associative algebra. Let a</italic><sub><italic>i</italic></sub>, <italic>b<sub><italic>i</italic></sub> &#x03F5; R for i</italic> = 1, 2,..., <italic>n with b<sub>1</sub></italic> &#x2260; 0 <italic>be such that</italic> <inline-formula id="inline65"><mml:math id="inline_65" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>for every x &#x03F5; <italic>R</italic>. Then there exist <italic>&#x03BB;</italic></italic><sub><italic>i</italic></sub> <italic>&#x03F5; C</italic>(<italic>R</italic>) <italic>for i</italic> = 2,..., <italic>n such that <inline-formula id="inline66"><mml:math id="inline_66" display='inline'><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#xA0;in&#xA0;</mml:mtext><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>.</italic></p>
<p><target target-type="page" id="pges_26"/><bold>Theorem 2.0.2.</bold> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT7">7</xref>, Theorem 2.3.3]) <italic>Let R be a semiprime associative algebra and let a<sub>1</sub>,a</italic><sub>2</sub><italic>,..., a</italic><sub>n</sub> <italic>&#x03F5; <italic>R</italic>. If a<sub>1</sub> &#x2209;</italic> <inline-formula id="inline67"><mml:math id="inline_67" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> in <italic>R&#x0302;</italic> then there exist <italic>r</italic><sub><italic>j</italic></sub>, <italic>s</italic><sub><italic>j</italic></sub> &#x03F5; <italic>R</italic> for <italic>j</italic> = 1, 2,..., <italic>m such that</italic> <inline-formula id="inline68"><mml:math id="inline_68" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="inline69"><mml:math id="inline_69" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>for k = 2,..., n.</italic></p>
<p>The next corollary can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT13">13</xref>]. For the sake of completeness we include its proof here.</p>
<p><bold>Corollary 2.0.3.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra. Let a</italic><sub><italic>i</italic></sub>, <italic>b</italic><sub><italic>i</italic></sub> <italic>&#x03F5; R for i</italic> = 1, 2,..., <italic>n be such that</italic> Id<sub><italic>R</italic>(<italic>a</italic>1)</sub> &#x2282; Id<sub><italic>R</italic>(<italic>b</italic>1)</sub><italic>(b1) and</italic> <inline-formula id="inline70"><mml:math id="inline_70" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>for every x &#x03F5; <italic>R</italic>. Then there exist <italic>&#x03BB;</italic></italic><sub><italic>i</italic></sub> <italic>&#x03F5; C</italic>(<italic>R</italic>) <italic>for i = 2,..., n such that</italic> <inline-formula id="inline71"><mml:math id="inline_71" display='inline'><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>in R&#x0302;.</italic></p>
<p><italic>Proof.</italic> By Theorem 2.0.2, if <italic>a<sub>1</sub></italic> <inline-formula id="inline72"><mml:math id="inline_72" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> there exist <italic>r<sub>j</sub>, s<sub>j</sub> &#x03F5; <italic>R</italic>, j</italic> = 1,..., <italic>m</italic>, such that <inline-formula id="inline73"><mml:math id="inline_73" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="inline74"><mml:math id="inline_74" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for <italic>k</italic> = 2,3,..., <italic>n</italic>. Replace <italic>x</italic> by <italic>s<sub>j</sub>x</italic> and multiply <inline-formula id="inline75"><mml:math id="inline_75" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> on the left by <italic>r<sub>j</sub></italic>. We have</p>
<disp-formula id="math11"><mml:math id="math_11" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<p>which implies that the ideal generated by <inline-formula id="inline76"><mml:math id="inline_76" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is orthogonal to the ideal generated by <italic>b</italic><sub>1</sub> and therefore, since Id<sub><italic>R</italic>(<italic>a</italic>1)</sub> &#x2282; Id<sub><italic>R</italic>(<italic>b</italic>1)</sub>, the ideal generated by <inline-formula id="inline77"><mml:math id="inline_77" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> has zero square, a contradiction because <italic>R</italic> is semiprime.</p>
<p>The following proposition is an easy generalization of [<xref ref-type="bibr" rid="CIT7">7</xref>, Theorem 2.3.9(i)].</p>
<p><bold>Proposition 2.0.4.</bold> <italic>Let R be a centrally closed semiprime associative algebra. For any subset V</italic> &#x2282; <italic>R there exists a unique idempotent</italic> &#x220A; &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) <italic>such that &#x220A;&#x03C5;</italic> = <italic>&#x03C5; for all &#x03C5;</italic> &#x03F5; <italic>V, the annihilator in C</italic>(<italic>R</italic>) <italic>of V is</italic> Ann<sub><italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</sub>(<italic>V</italic>) = (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), <italic>the annihilator in R of the ideal generated by V is</italic> Ann<sub><italic>R</italic></sub>(Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>V</italic>)) = (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>R</italic>, <italic>and the ideal generated by V is essential in</italic> &#x220A;<italic>R</italic>. <italic>Moreover, when R has an involution</italic> * <italic>and V</italic> &#x2282; <italic>H or V</italic> &#x2282; <italic>K, then</italic> &#x220A; <italic>&#x03F5; H(C</italic>(<italic>R</italic>), *).</p>
<p><italic>Proof.</italic> The first part of the proof follows as in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT7">7</xref>, Theorem 2.3.9(i)] with the obvious changes. Let <italic>V</italic> &#x2282; <italic>H</italic> or <italic>V</italic> &#x2282; <italic>K</italic>, and consider the unique idempotent &#x220A; &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) such that &#x220A;&#x03C5; = &#x03C5; for all &#x03C5; &#x03F5; <italic>V</italic>, the annihilator in <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) of <italic>V</italic> is Ann<sub><italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</sub>(<italic>V</italic>) = (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>C</italic>(<italic>R</italic>) and the annihilator in <italic>R</italic> of the ideal generated by <italic>V</italic> is Ann<sub><italic>R</italic></sub>(Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>V</italic>)) = (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>R</italic>. When <italic>R</italic> has an involution we can decompose &#x220A; = &#x220A;<sub><italic>k</italic></sub> + &#x220A;<sub><italic>h</italic></sub> with &#x220A;<sub><italic>k</italic></sub> &#x220A; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) and &#x220A;<sub><italic>h</italic></sub> &#x220A; <italic>H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *). We have that &#x220A;&#x03C5; = &#x03C5; implies &#x220A;<sub><italic>h</italic></sub>&#x220A; = 0. Therefore, &#x220A;<sub><italic>k</italic></sub> &#x220A; Ann<sub><italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</sub>(<italic>V</italic>) = (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), i.e., &#x220A;<sub><italic>k</italic></sub>&#x220A; = 0 and <inline-formula id="inline78"><mml:math id="inline_78" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and therefore &#x220A; = &#x220A;<sup>2</sup> = <italic>(&#x220A;<sup>k</sup></italic> + &#x220A;<sup><italic>h</italic></sup>)<sup>2</sup> = <inline-formula id="inline79"><mml:math id="inline_79" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>&#x220A;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x220A;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>*</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><target target-type="page" id="pges_27"/><bold>Lemma 2.0.5.</bold> <italic>Let R be a centrally closed semiprime associative algebra and let {v<sub><italic>i</italic></sub>}</italic><sub><italic>i</italic>&#x220A;<italic>I</italic></sub> <italic>be a family of idempotent elements in C</italic>(<italic>R</italic>). <italic>Suppose there exists a family</italic> {&#x03BB;<sub><italic>i</italic></sub>}<sub><italic>i</italic>&#x220A;<italic>I</italic></sub> <italic>of elements in C</italic>(<italic>R</italic>) <italic>such that for every i, j &#x220A; I, <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>i</italic></sub>V<sub><italic>i</italic></sub>V<sub>j</sub></italic> = <italic>&#x03BB;</italic><sub>j</sub>V<sub><italic>i</italic></sub>V<sub>j</sub>. Then there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x220A; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) <italic>such that &#x03BB;V</italic><sub><italic>i</italic></sub> = <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>i</italic></sub><italic>V</italic><sub><italic>i</italic></sub> <italic>for every i</italic> &#x220A; <italic>I</italic>. <italic>Moreover, if the ideal generated by the family {V</italic><sub><italic>i</italic></sub><italic>}</italic><sub><italic>i</italic>&#x220A;<italic>I</italic></sub> <italic>is essential in <italic>R</italic>, such <italic>X</italic> is unique.</italic></p>
<p><italic>Proof.</italic> Let us consider the ideal <inline-formula id="inline80"><mml:math id="inline_80" display='inline'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> generated by the family of idempotents <italic>{v</italic><sub><italic>i</italic></sub><italic>}</italic><sub><italic>i&#x220A;I</italic></sub> and the essential ideal <italic>T</italic> = <italic>S</italic> &#x2295; Ann<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>S</italic>). Define <italic>&#x03BB;</italic> : <italic>T</italic> &#x2194; <italic>R</italic> by</p>
<disp-formula id="math12"><mml:math id="math_12" display='block'><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mfenced><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Let us prove that <italic>&#x03BB;</italic> is well defined and an element in <italic>C</italic>(<italic>R</italic>). If <inline-formula id="inline81"><mml:math id="inline_81" display='inline'><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> then <inline-formula id="inline82"><mml:math id="inline_82" display='inline'><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi></mml:math></inline-formula> and for every <italic>v</italic><sub>k</sub> we have</p>
<disp-formula id="math13"><mml:math id="math_13" display='block'><mml:mfenced><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>Therefore <inline-formula id="inline83"><mml:math id="inline_83" display='inline'><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BD;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x2229;</mml:mo></mml:math></inline-formula> Ann<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>S</italic>) = 0 which proves that <italic>&#x03BB;</italic> is well defined. By construction <italic>[T</italic>, <italic>&#x03BB;</italic>] &#x220A; <italic>C(<italic>R</italic>).</italic> Moreover, if the ideal <italic>S</italic> generated by the family <italic>{v</italic><sub><italic>i</italic></sub><italic>}</italic><sub><italic>i&#x220A;I</italic></sub> is essential, Ann<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>S</italic>) = 0 and [<italic>S</italic>, <italic>&#x03BB;</italic>] &#x220A; <italic>C(<italic>R</italic>)</italic> is uniquely defined.</p>
<sec id="c2-s1">
<label><bold>2.1</bold></label>
<title><bold>Pure ad-nilpotent elements</bold></title>
<p>Recall that an element <italic>a</italic> in a Lie algebra <italic>L</italic> is ad-nilpotent of index <inline-formula id="inline84"><mml:math id="inline_84" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="inline85"><mml:math id="inline_85" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><bold>2.1.1.</bold> (i) Let us consider <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic>: we say that an element <italic>a</italic> is a pure ad-nilpotent element of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic> of index <italic>n</italic> if for every <italic>&#x03BB;</italic> &#x220A; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) with <italic>&#x03BB;a</italic> &#x2260; 0, <italic>&#x03BB;a</italic> is ad-nilpotent in <italic>R&#x0302;<sup>&#x2212;</sup></italic> of index <italic>n</italic>, where <italic>R&#x0302;</italic> is the central closure of <italic>R</italic>.</p>
<p>(ii) Let us consider <italic>K</italic>: we say that an element <italic>a</italic> is a pure ad-nilpotent element of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> if for every <italic>&#x03BB;</italic> &#x220A; <italic>H(C</italic>(<italic>R</italic>)), *) with <italic>&#x03BB;</italic>a &#x2260; 0, <italic>&#x03BB;</italic>a is ad-nilpotent in Skew(<italic>R</italic>&#x0302;, *) of index <italic>n</italic>, where <italic>R&#x0302;</italic> is the central closure of <italic>R</italic>.</p>
<p><bold>Lemma 2.1.2.</bold> <italic>If R is a semiprime associative algebra and a is an ad-nilpotent element of R of index <italic>n</italic>, the following conditions are equivalent:</italic></p>
<list list-type="lower-roman">
<list-item><p><italic>a is a pure ad-nilpotent element of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic>.</italic></p></list-item>
<list-item><p><inline-formula id="inline86"><mml:math id="inline_86" display='inline'><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>is an essential ideal of</italic> Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>a</italic>).</p></list-item>
<list-item><p><disp-formula id="math14"><mml:math id="math_14" display='block'><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list>
<p><italic>Proof.</italic> Suppose that <italic>R</italic> is semiprime and centrally closed (otherwise, substitute <italic>R</italic> by its central closure <italic>R&#x0302;</italic>).</p>
<p>(i) &#x21D2; (ii). Let us consider <inline-formula id="inline87"><mml:math id="inline_87" display='inline'><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="{" close="}"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>. By Proposition 2.0.4 there exists e &#x220A; <italic>C(<italic>R</italic>)</italic> such that <italic>&#x220A;&#x03C5;</italic> = <italic>&#x03C5;</italic> for every <italic>&#x03C5; &#x220A; V</italic> and Ann<sub><italic>R</italic></sub>(Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>V</italic>)) = (1 &#x2013; <target target-type="page" id="pges_28"/><italic>e)R.</italic> Suppose that (1 &#x2013; <italic>e)a</italic> &#x2260; 0. By hypothesis (1 &#x2013; <italic>e)a</italic> is ad-nilpotent of index <italic>n</italic>, hence <inline-formula id="inline88"><mml:math id="inline_88" display='inline'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, a contradiction. So <italic>ea</italic> = <italic>a</italic> and <inline-formula id="inline89"><mml:math id="inline_89" display='inline'><mml:msub><mml:mo>Ann</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>Id</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:msub><mml:mo>Ann</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>Id</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula><italic>R</italic> must be zero, i.e., <inline-formula id="inline90"><mml:math id="inline_90" display='inline'><mml:msub><mml:mo>Id</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> is essential in Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>ea</italic>).</p>
<p>(ii) &#x21D2; (iii). This holds in general if <italic>I</italic> and <italic>J</italic> are ideals of <italic>R</italic> with <italic>I</italic> essential in <italic>J</italic>: 0 = Ann<sub><italic>J</italic></sub>(<italic>I</italic>) = Ann<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>I</italic>) &#x2229; <italic>J</italic> implies Ann<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>I</italic>)<italic>J</italic> = 0, so Ann<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>I</italic>) &#x2282; Ann<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>J</italic>).</p>
<p>(iii) &#x21D2; (i). Let <italic>&#x03BB;</italic> &#x220A; <italic>C(<italic>R</italic>)</italic> be such that <italic>&#x03BB;</italic>a &#x2260; 0. Clearly a <inline-formula id="inline91"><mml:math id="inline_91" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Suppose that <inline-formula id="inline92"><mml:math id="inline_92" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>: then <inline-formula id="inline93"><mml:math id="inline_93" display='inline'><mml:msup><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, so <italic>&#x03BB;</italic><sup>n-1</sup> &#x220A; <inline-formula id="inline94"><mml:math id="inline_94" display='inline'><mml:msub><mml:mo>Ann</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>Id</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mo>Ann</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>Id</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>, which is not possible because <italic>R</italic> is semiprime and <italic>&#x03BB;a</italic> &#x2260; 0.</p>
<p><bold>Lemma 2.1.3.</bold> <italic>Let R be a centrally closed semiprime associative algebra with involution *, and let a &#x220A; K be a pure ad-nilpotent element of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic>. If there exists &#x03BB;</italic> &#x220A; <italic>H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) <italic>such that &#x03BB;a is ad-nilpotent of R of index <italic>n</italic>, then <italic>&#x03BB;</italic>a is a pure ad-nilpotent element of R of index <italic>n</italic>.</italic></p>
<p><italic>Proof.</italic> Let us see that for every <italic>&#x03BC;</italic> &#x220A; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) with <italic>&#x03BC;&#x03BB;a</italic> &#x2260; 0, the element &#x03BC;&#x03BB;a has index of ad-nilpotency in <italic>R</italic> equal to <italic>n</italic>. Suppose that there exists <italic>&#x03BC; &#x220A; C</italic>(<italic>R</italic>) with <inline-formula id="inline95"><mml:math id="inline_95" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and let us prove that <italic>&#x03BC;&#x03BB;a</italic> = 0:</p>
<p>We have that <inline-formula id="inline96"><mml:math id="inline_96" display='inline'><mml:msup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>, so&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> because <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) is regular von Neumann. In particular, <inline-formula id="inline97"><mml:math id="inline_97" display='inline'><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Since <italic>&#x03BC;</italic> = <italic>&#x03BC;</italic><sub><italic>h</italic></sub> + <italic>&#x03BC;</italic><sup><italic>k</italic></sup>, we have that <inline-formula id="inline98"><mml:math id="inline_98" display='inline'><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>From <inline-formula id="inline99"><mml:math id="inline_99" display='inline'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> we get that &#x03BC;<sub><italic>h</italic></sub>&#x03BB;a index of ad-nilpotency in <italic>K</italic> lower than <italic>n</italic>, implying &#x03BC;<sub><italic>h</italic></sub>&#x03BB;a = 0 because <italic>a</italic> is a pure ad-nilpotent element of <italic>K</italic>.</p>
<p>From <inline-formula id="inline100"><mml:math id="inline_100" display='inline'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>\</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> we get that <inline-formula id="inline101"><mml:math id="inline_101" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></inline-formula> has index of ad-nilpotency in <italic>K</italic> lower than n, so again <inline-formula id="inline102"><mml:math id="inline_102" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> (because <italic>a</italic> is a pure ad-nilpotent element of <italic>K</italic>), and by regularity of <italic>C</italic>(<italic>R</italic>), <italic>&#x03BC;</italic><sub><italic>k</italic></sub><italic>&#x03BB;a</italic> = 0.</p>
<p>This implies <italic>&#x03BC;&#x03BB;a</italic> = 0.</p>
<p>The next proposition shows that every ad-nilpotent of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic> or of <italic>K</italic> can be expressed as an orthogonal sum of pure ad-nilpotent elements of decreasing indices.</p>
<p><target target-type="page" id="pges_29"/><bold>Proposition 2.1.4.</bold> <italic>Let R be a centrally closed semiprime associative algebra and let</italic> a &#x220A; <italic>R be an ad-nilpotent element of R<sup>&#x2212;</sup> of index n. There exists a family of orthogonal idempotents</italic> <inline-formula id="inline103"><mml:math id="inline_103" display='inline'><mml:msubsup><mml:mfenced open="{" close="}"><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula id="inline104"><mml:math id="inline_104" display='inline'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></inline-formula> a pure ad-nilpotent element of index <italic>n</italic><sub><italic>i</italic></sub> in &#x220A;<sub><italic>i</italic></sub><italic>R</italic> for n = <italic>n1 &#x003E; n</italic> &#x003E; &#x2022; &#x2022; &#x2022; <italic>&#x003E; n</italic><sub>k</sub><italic>.</italic></p>
<p><italic>Similarly, if R has an involution</italic> * <italic>and a is an ad-nilpotent element of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic>, then there exists a family of orthogonal idempotents</italic> <inline-formula id="inline105"><mml:math id="inline_105" display='inline'><mml:msubsup><mml:mfenced open="{" close="}"><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>*</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>such that <inline-formula id="inline106"><mml:math id="inline_106" display='inline'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> with &#x03F5;<sub><italic>i</italic></sub>a a pure ad-nilpotent element of index <italic>n</italic><sub><italic>i</italic></sub> in</italic> Skew (<italic>&#x03F5;<sub><italic>i</italic></sub>R</italic>, *) <italic>for n</italic> = <italic>n<sub>1</sub> &#x003E; n<sub>2</sub> &#x003E; &#x2026; &#x003E; n<sub>k</sub>.</italic></p>
<p><italic>Proof.</italic> Let us prove the result for Lie algebras of skew-symmetric elements. We will proceed by induction on <italic>n</italic>. If <italic>n</italic> = 1 there is nothing to prove. Let us suppose that the result is true for every ad-nilpotent element of index less than <italic>n</italic> and let <italic>a &#x03F5; K</italic> be an ad-nilpotent element of index <italic>n</italic> &#x2265; 2. Let us consider <inline-formula id="inline107"><mml:math id="inline_107" display='inline'><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="{" close="}"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>. By Proposition 2.0.4 there exists <italic>&#x220A; &#x03F5; H(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *) such that <italic>&#x220A;&#x03C5;</italic> = <italic>&#x03C5;</italic> for every <italic>&#x03C5; &#x03F5; V</italic> and Ann<italic>R</italic>(Id<italic>R(V))</italic> = (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)R</italic>. Then <italic>a</italic> = <italic>&#x220A;a</italic> + (1 &#x2212; <italic>&#x220A;</italic>)<italic>a</italic>.</p>
<p>Clearly, by construction (1 &#x2212; <italic>&#x220A;</italic>)<italic>a</italic> is ad-nilpotent of index less than <italic>n</italic> in <italic>K</italic>: for every <inline-formula id="inline108"><mml:math id="inline_108" display='inline'><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>Let us prove that <italic>&#x220A;a</italic> is pure ad-nilpotent of index <italic>n</italic> in Skew(<italic>&#x220A;R</italic>, *). For any <italic>&#x03BB; &#x03F5; H(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *) such that <italic>&#x03BB;&#x220A;a</italic> &#x2260; 0, <italic>&#x03BB;&#x220A;a</italic> is ad-nilpotent of index <italic>n</italic>: clearly <inline-formula id="inline109"><mml:math id="inline_109" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>(Skew(<italic>&#x220A;R</italic>, *)) = 0 and if <inline-formula id="inline110"><mml:math id="inline_110" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>(Skew(<italic>&#x220A;R</italic>, *)) = 0 then <italic>&#x03BB;<sup>n&#x2212;1</sup>&#x220A; &#x03F5;</italic> Ann<italic><sub>R</sub>(Id<sub><italic>R</italic></sub>(V))</italic> = (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)R</italic>, which leads to a nilpotent ideal generated by the nonzero element <italic>&#x03BB;&#x220A;a</italic>, a contradiction with the semiprimeness of <italic>R</italic>.</p>
<p>Apply now the induction hypothesis to (1 &#x2212; <italic>&#x220A;</italic>)<italic>a</italic> and the Lie algebra of skew- symmetric elements Skew((1 &#x2212; <italic>&#x220A;)R</italic>, *).</p>
</sec>
<sec id="c2-s2">
<label><bold>2.2</bold></label>
<title><bold>Ad-nilpotent elements of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic></bold></title>
<p>In this section we are going to prove that every nilpotent inner derivation is induced by a nilpotent element, generalizing to semiprime algebras Herstein&#x2019;s result [<xref ref-type="bibr" rid="CIT42">42</xref>, Theorem in p. 84] for simple algebras. This result was already proved by Grzeszczuk ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT38">38</xref>, Corollary 8]). Our techniques are rather elementary and, by adding the hypothesis of pure ad-nilpotence, we can describe such elements with less restrictions on the torsion of the algebra.</p>
<p><bold>Lemma 2.2.1.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra and let a &#x03F5; R be a nilpotent element. Suppose that there exist some <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>i</italic></sub> &#x03F5; &#x2124;, i</italic> = 0, &#x2026;, <italic>n, such that</italic></p>
<disp-formula id="math15"><mml:math id="math_15" display='block'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_30"/><italic>for all x, y &#x03F5; <italic>R</italic>. Then for every i</italic> = 0, &#x2026;, n we have <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>i</italic></sub>a<sup>max(i,n&#x2212;i)</sup> = 0. <italic>In particular, each term in the identity above is zero.</italic></p>
<p><italic>Proof.</italic> First, let us suppose that <italic>R</italic> is prime and suppose that <italic>a</italic> &#x2260; 0 has index of nilpotence <italic>s.</italic> If the lemma is not satisfied, there exists some <italic>k</italic> with <italic>&#x03BB;<sub>k</sub>a</italic><sup>max(<italic>k,n&#x2212;k)</italic></sup> &#x2260; 0. In particular, max(<italic>k,n &#x2212; k) &#x003C; s</italic>. Let us multiply the expression <inline-formula id="inline111"><mml:math id="inline_111" display='inline'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> by <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic><sup>&#x2212;1&#x2212;<italic>k</italic></sup> on the left and by <italic>a<sup>s&#x2212;1&#x2212;(n&#x2212;k)</sup></italic> on the right, so that</p>
<disp-formula id="math16"><mml:math id="math_16" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced><mml:mrow><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>
<p>for every <italic>x,y &#x03F5; R.</italic> Hence <italic>&#x03BB;<sub>k</sub>a<sup><italic>s</italic></sup></italic><sup>&#x2212;1</sup><italic>yxa<sup><italic>s</italic></sup></italic><sup>&#x2212;1</sup> = <italic>&#x03BB;<sub>k</sub>a<sup><italic>s</italic></sup></italic><sup>&#x2212;1</sup><italic>yxa<sup><italic>s</italic></sup></italic><sup>&#x2212;1</sup> for every <italic>x, y &#x03F5; R.</italic> Since <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic><sup>&#x2212;1</sup> &#x2260; 0 for every <italic>x &#x03F5; R</italic> we have by Theorem 2.0.1 that there exists <italic>&#x03B1;<sub>x</sub> &#x03F5; C(<italic>R</italic>)</italic> such that <italic>&#x03BB;</italic><sub>k</sub><italic>a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup><italic>x</italic> = <italic>&#x03B1;</italic><sub>x</sub><italic>&#x03BB;</italic><sub>k</sub><italic>a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup>. Multiplying this last expression by <italic>a</italic> on the right we get <italic>&#x03BB;</italic><sub>k</sub><italic>a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup><italic>xa = 0 for every x &#x03F5; R</italic>. By primeness of <italic>R</italic> we get that either <italic>a<sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> = 0 or <italic>&#x03BB;</italic></italic><sub><italic>k</italic></sub><italic>a</italic> = 0, leading to a contradiction.</p>
<p>If <italic>R</italic> is semiprime then <italic>R</italic> is a subdirect product of prime quotients <italic>R/I</italic><sub><italic>a</italic></sub> with &#x2229;<sub><italic>&#x03B1;</italic></sub> <italic>I</italic><sub><italic>&#x03B1;</italic></sub> = 0. For any <italic>&#x03B1;</italic> and any <italic>i</italic>, by the prime case <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>i</italic></sub><italic>a</italic><sup>max(<italic>i,n&#x2212;i</italic>)</sup> <italic>&#x03F5; I</italic><sub><italic>a</italic></sub>, so <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>i</italic></sub><italic>a</italic><sup>max(<italic>i,n&#x2212;i</italic>)</sup> = 0.</p>
<p><bold>Lemma 2.2.2.</bold> <italic>Every nilpotent element of an associative algebra R is ad-nilpotent.</italic></p>
<p><italic>If a has index of nilpotence t and index of ad-nilpotence n then n</italic> &#x2264; <italic>2</italic><italic>t</italic> &#x2212; 1. <italic>If R is semiprime then n</italic> &#x2265; <italic>t, and if in addition R is free of</italic> <inline-formula id="inline112"><mml:math id="inline_112" display='inline'><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> <italic>-torsion for</italic> <inline-formula id="inline113"><mml:math id="inline_113" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>, <italic>then t</italic> = <italic>s and n</italic> = 2<italic>t</italic> &#x2212; 1.</p>
<p><italic>Proof.</italic> Since <italic>a<sup><italic>t</italic></sup></italic> = 0, for every <italic>x &#x03F5; R</italic> we have</p>
<disp-formula id="math17"><mml:math id="math_17" display='block'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>because if <italic>i &#x003C; t</italic> then 2<italic>t</italic> &#x2212; 1 &#x2212; <italic>i</italic> &#x2265; <italic>s.</italic> Therefore <italic>n</italic> &#x2264; 2<italic>t</italic> &#x2212; 1.</p>
<p>Suppose now that <italic>R</italic> is semiprime and let us see that <italic>n</italic> &#x2265; <italic>t</italic>: if on the contrary</p>
<disp-formula id="math18"><mml:math id="math_18" display='block'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>for every <italic>x &#x03F5; R</italic>, focusing on the first summand of this expression (( &#x2212; 1) <italic><sup>t</sup><sup>&#x2212;1</sup>xa<sup>t</sup><sup>&#x2212;1</sup></italic>) we get that a<italic><sup><italic>t</italic></sup></italic><sup>&#x2212;1</sup> = 0 by Lemma 2.2.1, a contradiction.</p>
<p><target target-type="page" id="pges_31"/>Moreover, since for every <italic>x &#x03F5; R</italic> we have <inline-formula id="inline114"><mml:math id="inline_114" display='inline'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, again by Lemma 2.2.1 <inline-formula id="inline115"><mml:math id="inline_115" display='inline'><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for <inline-formula id="inline116"><mml:math id="inline_116" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>. If <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline117"><mml:math id="inline_117" display='inline'><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>-torsion then <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0 so <italic>s</italic> &#x2265; <italic>t</italic>, i.e., <italic>n</italic> &#x2265; 2<italic>t</italic> &#x2212; 1, and therefore <italic>n</italic> = 2<italic>t</italic> &#x2212; 1 (equivalently, <italic>t</italic> = s).</p>
<p>The next example shows that all possible cases in the lemma above can be realized: Let <italic>p</italic> be an odd prime number and <italic>R</italic> a prime associative algebra with characteristic <italic>p.</italic> If <italic>a &#x03F5; R</italic> is a nilpotent element of index <inline-formula id="inline118"><mml:math id="inline_118" display='inline'><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mfenced open="{" close="}"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> then <italic>a</italic> is ad-nilpotent of index <italic>p</italic>. In particular there are no ad-nilpotent elements of index between <italic>p</italic> + 1 and 2<italic>p</italic> &#x2212; 1, and a nilpotent element of index <italic>p</italic> is ad-nilpotent of the same index <italic>p</italic>.</p>
<p><bold>Proposition 2.2.3.</bold> <italic>Let R be a prime associative algebra and let a &#x03F5; R</italic> be an ad-nilpotent element of R<sup>&#x2212;</sup> <italic>of index <italic>n</italic>. Let</italic> <inline-formula id="inline119"><mml:math id="inline_119" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> <italic>denote the algebraic closure of the field</italic> &#x1D53D; := <italic>C(<italic>R</italic>) and R&#x0304;</italic> := <italic>R&#x0302;</italic> &#x2297; <inline-formula id="inline120"><mml:math id="inline_120" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>. <italic>Then:</italic></p>
<list list-type="order">
<list-item><p><italic>There exists &#x03BC; &#x03F5; <inline-formula id="inline121"><mml:math id="inline_121" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> such that <italic>a</italic> &#x2212; &#x03BC; is a nilpotent element of R&#x0305;.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>If R is free of</italic> <inline-formula id="inline122"><mml:math id="inline_122" display='inline'><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> <italic>-torsion for</italic> <inline-formula id="inline123"><mml:math id="inline_123" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> <italic>then n is odd and the index of nilpotence of</italic> <inline-formula id="inline124"><mml:math id="inline_124" display='inline'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mtext>&#xA0;is&#xA0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>. <italic>If in addition R is free of <italic>s</italic>-torsion then &#x03BC; &#x03F5; C(<italic>R</italic>)</italic>.</p></list-item>
</list>
<p><italic>Proof.</italic> (1) Since <italic>R</italic> is prime, &#x1D53D; = <italic>C(<italic>R</italic>)</italic> is a field and <italic>R&#x0305;</italic> is a centrally closed prime algebra (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT7">7</xref>, pp. 445&#x2013;446]). From</p>
<disp-formula id="math19"><mml:math id="math_19" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>
<p>for every <italic>x &#x03F5; R</italic> we have, by Theorem 2.0.1, that <italic>a</italic> seen as an element of <italic>R&#x0302;</italic> is an algebraic element over &#x1D53D; of degree not greater than <italic>n</italic>. Let us consider the minimal polynomial <italic>p(X</italic>) &#x220A; &#x1D53D;[X] of <italic>a.</italic> Let <inline-formula id="inline125"><mml:math id="inline_125" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> be the algebraic closure of &#x1D53D; and let <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>, &#x2026;, <italic>&#x03BC;</italic><sub>r</sub> &#x03F5; <inline-formula id="inline126"><mml:math id="inline_126" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> be the roots of <italic>p(X)</italic> in <inline-formula id="inline127"><mml:math id="inline_127" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, i.e., <italic>p(X)</italic> = (<italic>X &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic></italic><sub>1</sub>)<sup><italic>k</italic><sup>1</sup></sup> &#x2026; (<italic>X - <italic>&#x03BC;</italic></italic>r<italic>)<sup>k<sup>r</sup></sup> &#x220A; &#x1D53D;</italic>[<italic>X</italic>].</p>
<p>Let us prove that <italic>p(X</italic>) has only one root in <inline-formula id="inline128"><mml:math id="inline_128" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> and therefore <italic>p(X</italic>) = (<italic>X</italic> &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic>)<sup><italic>k</italic></sup> &#x03F5; &#x1D53D;[<italic>X</italic>], whence <italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic> is nilpotent in R&#x0305;: Suppose on the contrary that <italic>p(X</italic>) has different roots <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>, &#x2026;, <italic>&#x03BC;</italic><sub><italic>r</italic></sub>, <italic>r</italic> &#x003E; 1, and define <italic>q</italic><sub><italic>i</italic></sub><italic>(X)</italic> := <italic>p(X</italic>)/(<italic>X</italic> &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic><sub><italic>i</italic></sub>) for every <italic>i.</italic> Since <italic>p(X</italic>) is the minimal polynomial of <italic>a, q<sub><italic>i</italic></sub></italic>(<italic>a</italic>) &#x2260; 0 in R&#x0305;. Note that (<italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BC;<sub><italic>i</italic></sub>)q<sub><italic>i</italic></sub>(a)</italic> = <italic>p(a)</italic> = 0 and therefore <italic>aq<sub><italic>i</italic></sub>(a)</italic> = <italic>&#x03BC;</italic><sub><italic>i</italic></sub><italic>q</italic><sub><italic>i</italic></sub><italic>(a).</italic> Now, since we are in the prime case, <target target-type="page" id="pges_32"/>there exists <italic>y &#x03F5; R</italic> such that <italic>q<sub>1</sub>(a)yq<sub>2</sub>(a)</italic> &#x2260; 0 and therefore ad<italic><sub><italic>a</italic></sub>(q<sub>1</sub>(a)yq<sub>2</sub>(a))</italic> = <italic>aq<sub>1</sub>(a)yq<sub>2</sub>(a)</italic> &#x2212; <italic>q<sub>1</sub>(a)yq<sub>2</sub>(a)a</italic> = (<italic>&#x03BC;<sub>1</sub>&#x2212;&#x03BC;<sub>2</sub>)q<sub>1</sub>(a)yq<sub>2</sub>(a)</italic> &#x2260; 0. This means that <italic>q<sub>1</sub>(a)yq<sub>2</sub>(a)</italic> is an eigenvector of the linear map ad<sub><italic>a</italic></sub> associated to the eigenvalue <italic>&#x03BC;<sub>1</sub></italic> &#x2212; <italic>&#x03BC;<sub>2</sub></italic>, hence it is an eigenvector of <inline-formula id="inline129"><mml:math id="inline_129" display='inline'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ad</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> associated to <italic>(&#x03BC;<sub>1</sub></italic> &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic><sub>2</sub>)<sup>2</sup>, etc. This is a contradiction because both <italic>q<sub>1</sub>(a)yq<sub>2</sub>(a)</italic> and each power of <italic>(&#x03BC;<sub>1</sub></italic> &#x2212; <italic>&#x03BC;<sub>2</sub></italic>) are nonzero, while ad<sub><italic>a</italic></sub> is nilpotent. Therefore <italic>r</italic> = 1, <italic>p(X)</italic> = (<italic>X &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic></italic>)<sup><italic>k</italic></sup> &#x220A; &#x1D53D;[<italic>X</italic>] and (<italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic>)<sup><italic>k</italic></sup> = 0.</p>
<p>(2) Let us consider <italic>b</italic> := <italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BC; &#x03F5; R&#x0305;</italic>, which is ad-nilpotent of index <italic>n</italic>. Let us see that <italic>n</italic> is odd: Suppose on the contrary that <italic>n</italic> = <italic>2m.</italic> Then</p>
<disp-formula id="math20"><mml:math id="math_20" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>
<p>implies by Lemma 2.2.1 that <inline-formula id="inline130"><mml:math id="inline_130" display='inline'><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and, since <italic>R</italic>&#x0305; is free of <inline-formula id="inline131"><mml:math id="inline_131" display='inline'><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>-torsion, that <italic>b</italic><sup><italic>m</italic></sup> = 0. Substituting in <inline-formula id="inline132"><mml:math id="inline_132" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> we get that <inline-formula id="inline133"><mml:math id="inline_133" display='inline'><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for every <italic>x &#x03F5; R</italic>, a contradiction.</p>
<p>Therefore <italic>n</italic> is odd and <italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic> is nilpotent of <italic>R&#x0305;</italic> of index <inline-formula id="inline134"><mml:math id="inline_134" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> by Lemma 2.2.2. Moreover, since the coefficient of degree <italic>s</italic> &#x2212; 1 of <italic>p(X)</italic> = (<italic>X &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic></italic>)<sup><italic>s</italic></sup> &#x220A; &#x1D53D;[X] is &#x2212;<italic>s&#x03BC; &#x03F5; &#x1D53D;</italic>, if <italic>R</italic> is free of <italic>s</italic>-torsion then <italic>&#x03BC; &#x03F5; &#x1D53D;</italic>, i.e., there exists <italic>&#x03BC; &#x03F5; C(<italic>R</italic>)</italic> such that <italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline135"><mml:math id="inline_135" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>In the following theorem we get the description of the pure ad-nilpotent elements of <italic>R</italic><sup>&#x2212;</sup>. In its proof, Proposition 2.2.3 is primarily used to find that any ad-nilpotent element <italic>a &#x03F5; R</italic> of index <italic>n</italic> forces <inline-formula id="inline136"><mml:math id="inline_136" display='inline'><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for every <italic>x, y &#x03F5; R</italic>. If 2, 3, &#x2026;, <italic>r</italic> were invertible in <italic>R</italic> for <inline-formula id="inline137"><mml:math id="inline_137" display='inline'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, this identity would directly follow from the proof of [<xref ref-type="bibr" rid="CIT29">29</xref>, Theorem 2.3].</p>
<p><bold>Theorem 2.2.4.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra, let <italic>R&#x0302;</italic> be its central closure, and let <italic>a &#x03F5; R</italic> be a pure ad-nilpotent element of R</italic><sup>&#x2212;</sup> <italic>of index <italic>n</italic>. Put</italic> <inline-formula id="inline138"><mml:math id="inline_138" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>, <italic>and suppose that R is free of <inline-formula id="inline139"><mml:math id="inline_139" display='inline'><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>-torsion and <italic>s</italic>-torsion. Then n is odd and there exists &#x03BB; &#x03F5; C(<italic>R</italic>) such that a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB; &#x03F5; <italic>R&#x0302;</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline140"><mml:math id="inline_140" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>.</italic></p>
<p><target target-type="page" id="pges_33"/><italic>Proof.</italic> Let us suppose that <italic>R</italic> is a prime associative algebra and, without loss of generality, that it is centrally closed. Consider <italic>&#x03BC; &#x03F5; C(<italic>R</italic>)</italic> as given by Proposition 2.2.3. Putting <italic>b</italic> := <italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BC;</italic>, we know that <italic>b</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0 for <inline-formula id="inline141"><mml:math id="inline_141" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, hence for every <italic>x, y &#x03F5; R</italic> we have</p>
<disp-formula id="math21"><mml:math id="math_21" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>, and</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>If <italic>R</italic> is semiprime, <italic>R</italic> is a subdirect product of prime associative algebras (without <inline-formula id="inline142"><mml:math id="inline_142" display='inline'><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> and <italic>s</italic>-torsion) and in any of these prime quotients</p>
<disp-formula id="math22"><mml:math id="math_22" display='block'><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mtext>&#xA0;and&#xA0;</mml:mtext><mml:mover><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></disp-formula>
<p>which imply that</p>
<disp-formula id="math23"><mml:math id="math_23" display='block'><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>, and&#xA0;</mml:mtext><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>for every <italic>x,y &#x03F5; R.</italic> For every <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>R</italic>, let <inline-formula id="inline143"><mml:math id="inline_143" display='inline'><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>ad</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:math></inline-formula>. By the identity above,</p>
<disp-formula id="math24"><mml:math id="math_24" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Therefore, since Id<italic><sub>R</sub>(z<sub>x</sub>a)</italic> &#x2282; Id<italic><sub>R</sub>(z<sub>x</sub></italic>), by Corollary 2.0.3 there exists <italic>&#x03BB;<sub>x</sub> &#x03F5; C(<italic>R</italic>)</italic> such that <italic>z</italic><sub>x</sub><italic>a</italic> = <italic>&#x03BB;</italic><italic><sub>x</sub>z<sub>x</sub></italic> and by Proposition 2.0.4 there exists <italic>&#x220A;<sub>x</sub> &#x03F5; C(<italic>R</italic>)</italic> such that <italic>&#x220A;<sub>x</sub>z<sub>x</sub></italic> = <italic>z<sub>x</sub></italic> and Ann<italic><sub>R</sub>(Id<sub><italic>R</italic></sub>(z<sub>x</sub>))</italic> = (1 &#x2212; <italic>&#x220A;<sub>x</sub>)R</italic>. Therefore</p>
<disp-formula id="math25"><mml:math id="math_25" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>for every <italic>y</italic> &#x2208; <italic>R</italic>, whence (<italic>a &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic></italic><sub>x</sub>)<sup><italic>n</italic></sup> &#x2208; Ann<sub><italic>R</italic></sub>(Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>z<sub>x</sub></italic>)). So <italic>&#x220A;</italic><sub>x</sub>(<italic>&#x03B1; &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic></italic><sub>x</sub>)<sup><italic>n</italic></sup> = 0. Now, for every <italic>x, x</italic>&#x02B9; &#x2208; <italic>R</italic> there exist <italic>&#x03BB;</italic><sub>x</sub>,<italic>&#x03BB;</italic><sub>x</sub><italic>&#x2019; &#x2208; C(<italic>R</italic>)</italic> and idempotents <italic>&#x220A;<sub>x</sub>, &#x220A;<sub>x</sub></italic>&#x02B9; &#x2208; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) such that 0 = (<italic>&#x220A;<sub>x</sub>&#x220A;<sub>x&#x02B9;</sub>a</italic> &#x2013; <italic>&#x220A;<sub>x</sub>&#x220A;<sub>x&#x02B9;</sub>a</italic>&#x03BB;<sub><italic>x</italic></sub>)<sub><italic>n</italic></sub> = (<italic>&#x220A;<sub>x</sub>&#x220A;<sub>x&#x02B9;</sub>a &#x2013; <italic>&#x220A;<sub>x</sub>&#x220A;<sub>x&#x02B9;</sub>a</italic>&#x03BB;<sub>x</sub>)<sub>n</sub>, so <italic>&#x220A;<sub>x</sub>&#x220A;<sub>x&#x02B9;</sub>a</italic>&#x03BB;<sub>x</sub></italic> = <italic>&#x220A;<sub>x</sub>&#x220A;<sub>x&#x02B9;</sub>a</italic>&#x03BB;<sub><italic>x</italic></sub>&#x02B9; by Lemma 1.3.3. By Lemma 2.0.5 there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x2208; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) such that <italic>&#x220A;</italic><sub><italic>x</italic></sub>&#x03BB; = <italic>&#x220A;</italic><sub><italic>x</italic></sub>&#x03BB;<sub><italic>x</italic></sub> for every <italic>x</italic> &#x2208; <italic>R</italic>. <target target-type="page" id="pges_34"/>Then for every <italic>x</italic> &#x2208; <italic>R</italic> we have <italic>z</italic><sub><italic>x</italic></sub>(<italic>a &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic>)</italic><italic><sup>n</sup></italic> = <italic>&#x220A;</italic><sub><italic>x</italic></sub><italic>z</italic><sub><italic>x</italic></sub><italic>(a &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic></italic><sub><italic>x</italic></sub>)<italic><sup>n</sup></italic> = 0, so <inline-formula id="inline144"><mml:math id="inline_144" display='inline'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> for every <italic>y</italic> &#x2208; <italic>R</italic> thus (<italic>a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic>)<sup><italic>n</italic></sup> &#x2208; Ann<sub><italic>R</italic></sub>(Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>z<sub>x</sub></italic>)) (see 1.2.1). Moreover <inline-formula id="inline145"><mml:math id="inline_145" display='inline'><mml:munder><mml:mo largeop="true">&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by definition of <italic>z<sub>x</sub></italic>, and <inline-formula id="inline146"><mml:math id="inline_146" display='inline'><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> because <italic>a</italic> is pure (Lemma 2.1.2(iii)). Finally, let &#x220A; &#x2208; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) be such that <italic>&#x220A;a</italic> = <italic>a</italic> and Ann<sub><italic>R</italic></sub>(Id<sub><italic>R</italic></sub>(a)) = (1 &#x2013; &#x220A;)&#x2208;. Then &#x220A;(a &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic>)<italic><sup>n</sup></italic> = (<italic>a</italic> &#x2013; &#x220A;&#x03BB;)<italic><sup>n</sup></italic> = 0 because it is contained in (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>R</italic>.</p>
<p>Hence <italic>a &#x2013; &#x220A;&#x03BB;</italic> is nilpotent in addition to being ad-nilpotent of index <italic>n.</italic> Put <inline-formula id="inline147"><mml:math id="inline_147" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and take any prime quotient without <italic>s</italic> and <inline-formula id="inline148"><mml:math id="inline_148" display='inline'><mml:mfenced><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>-torsion in which <inline-formula id="inline149"><mml:math id="inline_149" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is still ad-nilpotent of index <italic>n</italic>. By Proposition 2.2.3(2) we get that <italic>n</italic> must be odd and <inline-formula id="inline150"><mml:math id="inline_150" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is nilpotent of index <italic>s.</italic> Since in any prime quotient <inline-formula id="inline151"><mml:math id="inline_151" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> by Proposition 2.2.3(2), we have that <italic>s</italic> is the index of nilpotence of <italic>a</italic> &#x2013; &#x220A;&#x03BB;.</p>
<p>Lee&#x2019;s description of ad-nilpotent elements of <italic>R<sup>&#x2013;</sup></italic> is recovered when the hypothesis of being pure is removed.</p>
<p><bold>Corollary 2.2.5.</bold> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT54">54</xref>, Theorem 1.3]) <italic>Let R be a semiprime associative algebra, let &#x0158; be its central closure, let a &#x2208; R be an ad-nilpotent element of <italic>R<sup>&#x2013;</sup></italic> of index <italic>n</italic>, and suppose that R is free of n!-torsion. Then n is odd and there exists &#x03BB;</italic> &#x2208; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) <italic>such that a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic> &#x2208; <italic>R&#x0302; is nilpotent of index <inline-formula id="inline152"><mml:math id="inline_152" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>.</italic></p>
<p><italic>Proof.</italic> Suppose without loss of generality that <italic>R</italic> is centrally closed, i.e., <italic>R</italic> = <italic>R&#x0302;</italic>.</p>
<p>By Proposition 2.1.4 there exists a family of orthogonal idempotents <inline-formula id="inline153"><mml:math id="inline_153" display='inline'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2282;</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>C(<italic>R</italic>)</italic> such that <inline-formula id="inline154"><mml:math id="inline_154" display='inline'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></inline-formula> with <italic>&#x220A;<sub><italic>i</italic></sub>a</italic> a pure ad-nilpotent element of index <italic>n<sub><italic>i</italic></sub></italic> (n = <italic>n<sub>1</sub> &#x003E; n</italic><sub>2</sub> &#x003E; &#x2022;&#x2022;&#x2022;) of <italic>R&#x220A;<sub><italic>i</italic></sub>.</italic> Then by Theorem 2.2.4 there exists <italic>&#x03BB;</italic><italic><sub><italic>i</italic></sub></italic> &#x2282; <italic>C</italic>(R&#x220A;<italic><sub><italic>i</italic></sub></italic>) &#x2282; <italic>C(<italic>R</italic>)</italic> such that (<italic>&#x220A;<sub><italic>i</italic></sub>a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>i</italic></sub>)<sup><italic>S<sup>i</sup></italic></sup> = 0 for <inline-formula id="inline155"><mml:math id="inline_155" display='inline'><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and for all <italic>i</italic> = 1, &#x2026;, <italic>k.</italic> Hence <inline-formula id="inline156"><mml:math id="inline_156" display='inline'><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> satisfies the claim.</p>
<p>Interesting Lie algebras associated to simple associative algebras <italic>R</italic> are the quotient algebras [<italic>R, R</italic>]/([<italic>R, R</italic>] &#x22C2; <italic>Z</italic>( <italic>R</italic>)), which are simple unless <italic>R</italic> has 2-torsion and is 4-dimensional over its center ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT44">44</xref>, Theorem 1.13]). Let us study ad-nilpotent elements in these associative algebras.</p>
<p><target target-type="page" id="pges_35"/><bold>Lemma 2.2.6.</bold> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT23">23</xref>, Lemma 4.6]) <italic>Let R be a semiprime associative algebra and let a &#x2208; R be such that</italic> <inline-formula id="inline157"><mml:math id="inline_157" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <italic>Then</italic> <inline-formula id="inline158"><mml:math id="inline_158" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><italic>Proof.</italic> For every <italic>x &#x2208; R</italic> we have</p>
<disp-formula id="math26"><mml:math id="math_26" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Therefore <inline-formula id="inline159"><mml:math id="inline_159" display='inline'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> which implies, since <italic>R</italic> is semiprime and <inline-formula id="inline160"><mml:math id="inline_160" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, that <inline-formula id="inline161"><mml:math id="inline_161" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><bold>Lemma 2.2.7.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra, let L</italic> := [<italic>R, R</italic>]/([<italic>R, R</italic>] &#x22C2; <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>)) <italic>and let &#x0101;</italic> : = <italic>a</italic> + ([<italic>R, R</italic>] &#x22C2; <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>)) &#x2208; <italic>L be an ad-nilpotent element of L of index <italic>n</italic>. Then a is an ad-nilpotent element of index <italic>n</italic> in <italic>R<sup>&#x2013;</sup></italic>.</italic></p>
<p><italic>Proof.</italic> For every <inline-formula id="inline162"><mml:math id="inline_162" display='inline'><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> so, by Lemma 2.2.6, <inline-formula id="inline163"><mml:math id="inline_163" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for every <italic>x &#x2208; R</italic>, i.e., <italic>a</italic> is ad-nilpotent in <italic>R<sup>&#x2013;</sup></italic> of index <italic>n</italic> or <italic>n</italic> + 1.</p>
<p>Let us suppose that <italic>R</italic> is prime. Then, by Proposition 2.2.3, there exists <italic>&#x03BC;</italic> &#x2208; &#x1D53D;, the algebraic closure of &#x1D53D; := <italic>C</italic>(<italic>R</italic>), such that <italic>a &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic></italic> is nilpotent in <italic>R &#x00A9; &#x1D53D;</italic> of some index <italic>s.</italic> Moreover, by Lemma 2.2.2, <italic>s</italic> &#x2264; <italic>n</italic> + 1. Put <italic>b</italic> := <italic>a &#x2013; &#x03BC;.</italic> Then</p>
<disp-formula id="math27"><mml:math id="math_27" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>
<p>for every <italic>x, y &#x2208; R.</italic> By Lemma 2.2.1, for every <italic>k</italic> &#x2208; <inline-formula id="inline164"><mml:math id="inline_164" display='inline'><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:math></inline-formula> we have <inline-formula id="inline165"><mml:math id="inline_165" display='inline'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>max</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, so</p>
<disp-formula id="math28"><mml:math id="math_28" display='block'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>i.e., <italic>a</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>R</italic>&#x00AF; of index <italic>n.</italic></p>
<p>Finally, since <italic>&#x0101;</italic> is ad-nilpotent of index not greater than <italic>n</italic> in any prime quotient, <italic>a</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>R</italic>&#x00AF; of index <italic>n</italic> when <italic>R</italic> is semiprime.</p>
<p>In particular, from these last two lemmas we get that if <italic>R</italic> is semiprime then [<italic>R</italic>, <italic>R</italic>]/([<italic>R</italic>, <italic>R</italic>]&#x2229;Z(<italic>R</italic>)) and <italic>R/Z</italic>(<italic>R</italic>) are nondegenerate Lie algebras (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT44">44</xref>, Sublemma in p. 5]).</p>
<p><target target-type="page" id="pges_36"/><bold>Corollary 2.2.8.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra, let R be its central closure, and let L</italic> := [<italic>R</italic>,R]/([<italic>R</italic>,R] &#x2229; <italic>Z</italic> (<italic>R</italic>)) <italic>or L</italic> := R/Z (<italic>R</italic>). <italic>If &#x0101; &#x03F5; L is an ad-nilpotent element of <italic>L</italic> of index <italic>n</italic> and <italic>R</italic> is free of n</italic>-<italic>torsion, then n is odd and there exists &#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) <italic>such that a &#x2013; &#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>R is nilpotent of index</italic> <mml:math id="M194" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math>.</p>
<p><italic>Proof.</italic> If <italic>L</italic> = [<italic>R</italic>, R]/([<italic>R</italic>, R] &#x2229; <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>)) the result follows by Lemma 2.2.7 and Corollary 2.2.5. If <italic>L</italic> = <italic>R/Z</italic>(<italic>R</italic>) the result follows by Lemma 2.2.6 and Corollary 2.2.5.</p>
</sec>
<sec id="c2-s3">
<label><bold>2.3</bold></label>
<title><bold>Ad-nilpotent elements of <italic>K</italic></bold></title>
<p>In this section we focus on semiprime algebras <italic>R</italic> with involution * and their set of skew-symmetric elements <italic>K</italic>. As in the previous section, we will first describe the pure ad-nilpotent elements of <italic>K</italic>, and then remove the hypothesis of being pure by decomposing each ad-nilpotent element into a sum of pure ad-nilpotent elements of decreasing indices.</p>
<p>The following lemma collects some results about *-identities. Item (1) is [<xref ref-type="bibr" rid="CIT44">44</xref>, Remark on p. 43] (with a different proof), item (2) is a generalization of [<xref ref-type="bibr" rid="CIT56">56</xref>, Lemma 5], and item (3) is a generalization of [<xref ref-type="bibr" rid="CIT13">13</xref>, Lemma 5.2].</p>
<p><bold>Lemma 2.3.1.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra with involution *. Let k &#x220A; K and h &#x220A; H. Then:</italic></p>
<list list-type="order">
<list-item><p><italic>kKk</italic> = 0 <italic>implies k</italic> = 0.</p></list-item>
<list-item><p><italic>hKh</italic> = 0 <italic>implies hRh</italic> &#x2282; <italic>H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *)<italic>h</italic>. <italic>In particular, R satisfies</italic></p>
<p><italic>hxhyh</italic> = <italic>hyhxh for every <italic>x</italic>,<italic>y</italic> &#x220A; R</italic>,</p>
<p><italic>and if</italic> Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>h</italic>) <italic>is essential then</italic> Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) = 0.</p></list-item>
<list-item><p><italic>hKh</italic> = 0 <italic>and hKk</italic> = 0 <italic>imply hRk</italic> = 0. <italic>In particular, if</italic> Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>h</italic>) <italic>is essential then k</italic> = 0, <italic>while</italic> if <italic>h</italic> &#x220A; Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>k</italic>) <italic>then h</italic> = 0 <italic>(resp.</italic> if <italic>k</italic> &#x220A; Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>h</italic>) <italic>then k = 0).</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>k[K, K]k</italic> = 0 <italic>and k</italic><sup>2</sup> = 0 <italic>imply k</italic> = 0.</p></list-item>
</list>
<p><italic>Proof.</italic> We can suppose without loss of generality that <italic>R</italic> = <italic>R</italic>, i.e., <italic>R</italic> is centrally closed.</p>
<p>(1) Take <italic>x &#x220A; <italic>R</italic>. Note that k(x &#x2013; x*)k = 0, so that kxk = kx*k.</italic> Then</p>
<p><italic>k(xkx)k = k(xkx)*k = &#x2013;kx*kx*k = &#x2013;(kx*k)x*k = &#x2013;kxkx*k = &#x2013;kx(kx*k) = &#x2013;kxkxk</italic></p>
<p><target target-type="page" id="pges_37"/>and so we have <italic>kxkxk</italic> = 0 since <italic>R</italic> is free of 2-torsion. Therefore <italic>kxkxkyk</italic> = 0 for every <italic>y &#x220A; R</italic>, hence</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>0 = <italic>&#x2014;kxk(xky)k = &#x2013;kxk(xky)*k = kxky*kx*k = kxkykxk</italic>,</p></list-item>
</list>
<p>so (<italic>kxk</italic>)<italic>R</italic>(<italic>kxk</italic>) = 0 and <italic>kxk</italic> = 0 since <italic>R</italic> is semiprime. Now <italic>kRk</italic> = 0 implies, again by semiprimeness, that <italic>k</italic> = 0.</p>
<p>(2) If <italic>h</italic> = 0 then the claim is trivially fulfilled, so assume h &#x2260; 0. Take <italic>x, y &#x2208; R.</italic> Note that <italic>h(x &#x2013; x*)h</italic> = 0 and therefore <italic>hxh</italic> = <italic>hx*h.</italic> Then</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>0 = <italic>h(xhy &#x2013; (xhy)*)h = hxhyh &#x2013; hy*hx*h = hxhyh &#x2013; (hy*h)x*h</italic> =</p></list-item>
<list-item><p>= <italic>hxhyh &#x2013; hy(hx*h) = hxhyh &#x2013; hyhxh = (hxh)yh &#x2013; hy(hxh)</italic>,</p></list-item>
</list>
<p>i.e., <italic>hxhyh = hyhxh</italic>. By Corollary 2.0.3, since <italic>h</italic> &#x2260; 0 and Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>hxh</italic>) &#x2286; Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>h</italic>), for each <italic>x &#x220A; R</italic> there exists <inline-formula id="inline166"><mml:math id="inline_166" display='inline'><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula id="inline167"><mml:math id="inline_167" display='inline'><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula> Hence 0 &#x2260; <italic>hRh</italic> &#x2282; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<italic>h</italic>. Moreover, since <inline-formula id="inline168"><mml:math id="inline_168" display='inline'><mml:mi>h</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2217;</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula>, so <italic>hRh</italic> &#x2286; <italic>H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *)h.</p>
<p>Let us suppose that Id<italic><sub>R</sub>(h)</italic> is essential in <italic>R</italic> and let us show that Skew(<italic>C(<italic>R</italic>)</italic>, *) = 0: Take <italic>&#x03BB;</italic> &#x220A; Skew(C<italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *) and <italic>y</italic> &#x220A; <italic>R.</italic> Then (<italic>&#x03BB;h</italic>)<italic>y</italic>(<italic>&#x03BB;h</italic>) = <italic>&#x03BB;h</italic>(<italic>y&#x03BB;</italic>)<italic>h</italic> = <italic>&#x03BB;&#x03BC;</italic><sub><italic>&#x03BB;y</italic></sub><sup><italic>h</italic></sup> &#x220A; <italic>K</italic> for some <italic>&#x03BC;<sub>&#x03BB;y</sub> &#x220A; <italic>H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *). On the other hand (<italic>&#x03BB;h</italic>)<italic>y</italic>(<italic>&#x03BB;h</italic>) = <italic>&#x03BB;</italic><sup>2</sup><italic>hyh</italic> = <italic>&#x03BB;</italic><sup>2</sup>&#x03BC;<sub>y</sub><italic>h &#x220A; H</italic> for some <italic>&#x03BC;</italic><sub>y</sub> <italic>&#x220A; H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *). Therefore (<italic>&#x03BB;h</italic>)<italic>y</italic>(<italic>&#x03BB;h</italic>) = 0 for every <italic>y &#x220A; R</italic>, and by semiprimeness of <italic>R</italic>, <italic>&#x03BB;h</italic> = 0, so <italic>&#x03BB;</italic> = 0 because Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>h</italic>) is essential.</p>
<p>(3) Suppose first that <italic>R</italic> is *-prime and, without loss of generality, that it is centrally closed. If <italic>R</italic> is not prime then there is <italic>&#x03BB;</italic> &#x2208; Skew(<italic>C(<italic>R</italic>)</italic>, *) such that <italic>R</italic> = <italic>K</italic> + <italic>&#x03BB;</italic><italic>K</italic> (see 1.3.2), hence <italic>hKh</italic> = 0 implies <italic>hRh</italic> = 0 and <italic>h</italic> = 0 since <italic>R</italic> is semiprime, so trivially <italic>hRk</italic> = 0. Now assume <italic>R</italic> is prime. Since <italic>R</italic> = <italic>H</italic> + <italic>K</italic> we only need to show that <italic>hHk</italic> = 0. Let <italic>x &#x2208; H</italic> and <italic>y &#x2208; R.</italic> Then</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>0 = <italic>h(xky &#x2013; (xky)*)h</italic> = <italic>hxkyh</italic> + <italic>hy*kxh</italic> = <italic>hxkyh</italic> + <italic>hykxh</italic></p></list-item>
</list>
<p>since <italic>h(y* &#x2013; y)k</italic> = 0 for every <italic>y &#x2208; R.</italic> By Corollary 2.0.3, since <italic>Id</italic><sub><italic>R</italic></sub><italic>(hxk)</italic> &#x2282; Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>h</italic>), for each <italic>x &#x2208; R</italic> there exists <italic>&#x03BC;</italic><sub><italic>x</italic></sub> <italic>&#x2208; C(<italic>R</italic>)</italic> such that <italic>hxk</italic> = <italic>&#x03BC;</italic><sub><italic>x</italic></sub><italic>h.</italic> If <italic>&#x03BC;</italic><sub><italic>x</italic></sub> = 0 then <italic>hxk</italic> = 0 and we are done. Otherwise, <inline-formula id="inline169"><mml:math id="inline_169" display='inline'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula>, hence <italic>h</italic> = 0 and we are also done.</p>
<p>Suppose now that <italic>R</italic> is semiprime. Then there exists a family of *-prime ideals {<italic>I</italic><sub><italic>&#x03B1;</italic></sub>}<sub><italic>&#x03B1;</italic>&#x2208;&#x0394;</sub> such that &#x2229;<sub><italic>&#x03B1;&#x2208;&#x0394;</italic></sub> <italic>I<sub><italic>&#x03B1;</italic></sub></italic> = 0. In each *-prime quotient <italic>R/I<sub><italic>&#x03B1;</italic></sub></italic> we have <italic>&#x045B;R/I</italic><sub><italic>&#x03B1;</italic></sub><italic>k&#x0304;</italic> = 0&#x0304;, so <italic>hRk</italic> &#x2282; <italic>I</italic><sub><italic>&#x03B1;</italic></sub> for all <italic>&#x03B1;</italic>, hence <italic>hRk</italic> = 0.</p>
<p>(4) Since <italic>k</italic><sup>2</sup> = 0 and <italic>k[K, K]k</italic> = 0, for all <italic>x, y &#x2208; K</italic> we get</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p><target target-type="page" id="pges_38"/>0 = <italic>k[[x, k</italic>], <italic>y]k</italic> = <italic>kxkyk</italic> + <italic>kykxk</italic>,<bold> (a)</bold></p></list-item>
</list>
<p>thus <italic>kxkyk</italic> = <italic>&#x2014;kykxk</italic> and <italic>2kxkxk</italic> = 0 for all <italic>x</italic> &#x2208; <italic>K</italic>, hence <italic>kxkxk</italic> = 0 since <italic>R</italic> is free of 2-torsion. Now, by <bold>(a)</bold>,</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>0 = <italic>(kxkxk)yk</italic> = <italic>kx(kxkyk)</italic> = <italic>&#x2014;kxkykxk</italic></p></list-item>
</list>
<p>for all <italic>x, y &#x2208; K</italic>. Thus <italic>(kxk)K(kxk)</italic> = 0 for all <italic>x &#x2208; K</italic>, <italic>kKk</italic> = 0 and <italic>k</italic> = 0 by item (1) applied twice.</p>
<p><italic>Remark</italic> 2.3.2. Let <italic>R</italic> be a semiprime associative algebra with involution. If <italic>a &#x2208; K</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic>, then for every <italic>x = x</italic><sub><italic>h</italic></sub> + <italic>x</italic><sub>k</sub> <italic>&#x2208; R</italic> with <italic>x</italic><sub>h</sub> <italic>&#x2208; H</italic> and <italic>x</italic><sub>k</sub> <italic>&#x2208; K</italic>:</p>
<disp-formula id="math29"><mml:math id="math_29" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>since <italic>ax</italic><sub><italic>h</italic></sub> + <italic>x</italic><sub><italic>h</italic></sub><italic>a</italic> &#x2208; <italic>K</italic>. On the other hand, expanding this expression,</p>
<disp-formula id="math30"><mml:math id="math_30" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Observe that a nilpotent element in <italic>K</italic> is ad-nilpotent of both <italic>K</italic> and <italic>R</italic>, but its index of ad-nilpotence in <italic>R</italic> may be higher than the one found in <italic>K</italic>.</p>
<p>In the following proposition we describe the ad-nilpotent elements of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> that are already nilpotent of certain index <italic>s.</italic> The description depends on the equivalence class of the index of ad-nilpotence modulo 4 and relates the index of nilpotence to the index of ad-nilpotence.</p>
<p><bold>Proposition 2.3.3.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra with involution</italic> *, <italic>let <italic>R&#x0302;</italic> be its central closure, and let a &#x2208; K be a nilpotent element of index of nilpotence t. Then a is ad-nilpotent in <italic>R</italic>. If the index of ad-nilpotence of a in K is n and R is free of</italic> <inline-formula id="inline170"><mml:math id="inline_170" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>-torsion for</italic> <inline-formula id="inline171"><mml:math id="inline_171" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>then:</italic></p>
<list list-type="order">
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 <italic>then t</italic> = <italic>s</italic> + 1 <italic>and a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>Ka</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0.</p></list-item>
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1 <italic>then t</italic> = <italic>s and the index of ad-nilpotence of a in R is also n.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>The case n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2 <italic>is not possible.</italic></p></list-item>
<list-item><p><target target-type="page" id="pges_39"/><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 <italic>then there exists an idempotent</italic> &#x220A; &#x2208; <italic>C(<italic>R</italic>) such that &#x220A;a</italic><sup><italic>s</italic></sup> = <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>. Moreover, when we write a</italic> = <italic>&#x220A;a</italic> + (1 &#x2013; <italic>&#x220A;</italic>)<italic>a</italic>, <italic>we have:</italic></p>
<list list-type="simple">
<list-item><p><italic>(4.1) If</italic> 0 &#x2260; <italic>&#x220A;a &#x2208;E <italic>R&#x0302;</italic> then ea is nilpotent of index s</italic> + 1, <italic>&#x220A;a</italic><sup><italic>s</italic></sup> = <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup> <italic>generates an essential ideal in &#x220A;R&#x0302;. and (&#x220A;a)</italic><sup><italic>s</italic>&#x2013;1</sup><italic>k(&#x220A;a)</italic><sup><italic>s</italic></sup> = (<italic>&#x220A;a</italic>)<sup><italic>s</italic></sup><italic>k</italic>(<italic>&#x220A;a</italic>)<sup><italic>s</italic>&#x2013;1</sup> <italic>for every k &#x2208;</italic> Skew(<italic>R&#x0302;</italic>, *).</p></list-item>
<list-item><p><italic>(4.2) If</italic> 0 &#x2260; (1 &#x2013; <italic>&#x220A;</italic>)<italic>a</italic> &#x2208; <italic>R&#x0302;, then the index of ad-nilpotence of</italic> (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>a in <italic>R&#x0302;</italic> is not greater than n, and</italic> (1 &#x2013; <italic>&#x220A;</italic>)<italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0.</p></list-item>
</list></list-item>
</list>
<p><italic>Furthermore, if a is a pure ad-nilpotent element of K then in (2) and in (4.2) we obtain pure ad-nilpotent elements of R (respectively of R&#x0302;) of index <italic>n</italic>.</italic></p>
<p><italic>Proof.</italic> Let us suppose without loss of generality that <italic>R</italic> = <italic>R&#x0302;</italic>, i.e., <italic>R</italic> is centrally closed.</p>
<p>Let <italic>a &#x2208; K</italic> be a nilpotent element of index of nilpotence <italic>t.</italic> Then <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>K</italic> of a certain index <italic>n</italic>. If we apply Lemma 2.2.1 to the second formula obtained in Remark 2.3.2 we get that all the monomials appearing in it are zero. We will now focus on certain monomials depending on the parity of <italic>n</italic>.</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>If <italic>n</italic> is even, <italic>n</italic> = 2<italic>s</italic>. Let us see that <italic>t</italic> = <italic>s</italic> + 1: on the one hand, for any <italic>x</italic> &#x2208; <italic>R</italic> we know that
<disp-formula id="math31"><mml:math id="math_31" display='block'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>and, since <inline-formula id="inline172"><mml:math id="inline_172" display='inline'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a divisor of <inline-formula id="inline173"><mml:math id="inline_173" display='inline'><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline174"><mml:math id="inline_174" display='inline'><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-torsion, we have that <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>xa</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0 for all <italic>x</italic>. Therefore <italic>a</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0 by semiprimeness, hence <italic>t</italic> &#x003C; <italic>s</italic> + 1. On the other hand, if <italic>t</italic> = <italic>s</italic> then <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0 and <inline-formula id="inline175"><mml:math id="inline_175" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, a contradiction.</p></list-item>
</list>
<p>Let us see that <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0: For any <italic>k</italic> &#x2208; <italic>K</italic>,</p>
<disp-formula id="math32"><mml:math id="math_32" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>so <italic>a<sup><italic>s</italic></sup> ka<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0 for every <italic>k</italic> &#x2208; <italic>K</italic>, which implies that <italic>s</italic> has to be even, since otherwise <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic> &#x2208; <italic>K</italic> and <italic>a<sup><italic>s</italic></sup> Ka<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0 imply <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0 by Lemma 2.3.1(1), a contradiction. We have shown that, if <italic>n</italic> is even, <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2 is not possible.</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>If <italic>n</italic> is odd, <italic>n</italic> = 2<italic>s</italic> &#x2013; 1, and for any <italic>x</italic> &#x2208; <italic>R</italic>,
<disp-formula id="math33"><mml:math id="math_33" display='block'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list>
<p><target target-type="page" id="pges_40"/>Since <inline-formula id="inline176"><mml:math id="inline_176" display='inline'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a divisor of <inline-formula id="inline177"><mml:math id="inline_177" display='inline'><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline178"><mml:math id="inline_178" display='inline'><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-torsion, we have that <italic>a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2013;1</sup><italic>xa</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0 for all <italic>x</italic>. Therefore <italic>a</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0 by semiprimeness, hence <italic>t</italic> &#x2264; <italic>s</italic> + 1. On the other hand <italic>t &#x003E; s</italic> &#x2013; 1 since otherwise <inline-formula id="inline179"><mml:math id="inline_179" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, a contradiction.</p>
<p>If <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0 then <italic>a</italic> is already an ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of index <italic>n.</italic> In this case <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1 or <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 by Proposition 2.2.3(2). Furthermore, if <italic>a</italic> is pure in <italic>K</italic> then <italic>a</italic> is pure in <italic>R</italic> by Lemma 2.1.3.</p>
<p>Suppose from now on that <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup> &#x2260; 0. Let us show that <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3. By Proposition 2.0.4 there exists an idempotent &#x220A; &#x2208; <italic>H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) such that <italic>&#x220A;a<sup><italic>s</italic></sup></italic> = <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic> and Ann<sub><italic>R</italic></sub>(Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup>)) = (1 &#x2013; <italic>&#x220A;</italic>)<italic>R</italic> (so <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic> = <italic>&#x220A;a<sup><italic>s</italic></sup></italic> generates an essential ideal in &#x220A;<italic>R</italic>). Notice that <italic>&#x220A;a</italic> &#x2260; 0 (otherwise 0 = (<italic>&#x220A;a</italic>)<sup><italic>s</italic></sup> = <italic>&#x220A;a</italic><sup><italic>s</italic></sup> = <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic>, a contradiction). For every <italic>k</italic> &#x2208; <italic>K</italic> we have</p>
<disp-formula id="math34"><mml:math id="math_34" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math35"><mml:math id="math_35" display='block'><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math36"><mml:math id="math_36" display='block'><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Since <italic>R</italic> has no <inline-formula id="inline180"><mml:math id="inline_180" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion, <italic>&#x220A;a<sup>s&#x2013;1</sup>ka<sup><italic>s</italic></sup> = &#x220A;a<sup><italic>s</italic></sup>ka<sup>s&#x2013;1</sup></italic> for every <italic>k</italic> &#x2208; <italic>K</italic>. Moreover, multiplying by <italic>a</italic> on the right we get <italic>&#x220A;a<sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>ka<sup><italic>s</italic></sup></italic> = <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>ka<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0, so <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>Ka<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0, which by Lemma 2.3.1(1) is only possible if <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic> &#x2260; 0 is symmetric, hence <italic>s</italic> is even and <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3.</p>
<p>If (1 &#x2013; <italic>&#x220A;</italic>)<italic>a</italic> &#x2260; 0 then <inline-formula id="inline181"><mml:math id="inline_181" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and (1 &#x2013; <italic>&#x220A;)a</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of index not greater than 2<italic>s</italic> &#x2013; 1.</p>
<p>If <italic>a</italic> is a pure ad-nilpotent element of index <italic>n</italic> in <italic>K</italic> then (1 &#x2013; <italic>&#x220A;)a</italic> is ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> and therefore (1 &#x2013; <italic>&#x220A;</italic>)<italic>a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2013;1</sup> &#x2260; 0. From this the index of ad-nilpotence of (1 &#x2013; <italic>&#x220A;)a</italic> in <italic>R</italic> must be <italic>n</italic> = 2<italic>s</italic> &#x2013; 1. Then by Lemma 2.1.3 (1 &#x2013; <italic>&#x220A;)a</italic> is a pure ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>.</p>
<p><italic>Remark</italic> 2.3.4. Let <italic>a &#x2208; K</italic> be a nilpotent element of index <italic>t.</italic> If we denote its index of ad-nilpotence in <italic>K</italic> by <italic>n</italic>, we obtain from Proposition 2.3.3 that, under the right torsion hypothesis, <inline-formula id="inline182"><mml:math id="inline_182" display='inline'><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="inline183"><mml:math id="inline_183" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><target target-type="page" id="pges_41"/>The next two results can be joint in one, but in order to clarify our proof we have decided split them in two. Firstly, in the next proposition we prove that a pure ad-nilpotent element of <italic>K</italic> can be descomposed into two parts, where one part is ad-nilpotent of <italic>R</italic> and the other part is nilpotent. After that, in Theorem 2.3.6, we apply Proposition 2.3.3 to obtain the classification of a pure ad-nilpotent element of <italic>K</italic> depending on its index of ad-nilpotence modulo 4.</p>
<p><bold>Proposition 2.3.5.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra with involution</italic> *, <italic>let <italic>R&#x0302;</italic> be its central closure, and let <italic>a</italic> &#x2208; <italic>K</italic> be a pure ad-nilpotent element of <italic>K</italic> of index n</italic> &#x003E; 1. <italic>Then:</italic></p>
<list list-type="order">
<list-item><p><italic>There exists an idempotent</italic> &#x220A; &#x2208; <italic>H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) <italic>such that</italic> (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>a is an ad-nilpotent n element of <italic>R&#x0302;</italic> of index</italic> &#x2264; <italic>n and</italic> &#x220A;<italic>a</italic> is nilpotent with <inline-formula id="inline184"><mml:math id="inline_184" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>for every</italic> <italic>&#x03BC; &#x2208;</italic> <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) <italic>such that</italic> <italic>&#x03BC;&#x220A;a</italic> &#x2260; 0.</p></list-item>
<list-item><p><italic>Moreover, if a is pure ad-nilpotent in K and R is free of</italic> <inline-formula id="inline185"><mml:math id="inline_185" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula><italic>-torsion and t-torsion for</italic> <inline-formula id="inline186"><mml:math id="inline_186" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>when we write a</italic> = &#x220A;<italic>a</italic> + (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>a we have:</italic></p>
<list list-type="simple">
<list-item><p><italic>(2.1) If</italic> &#x220A;<italic>a</italic> &#x2260; 0 <italic>then &#x220A;<italic>a</italic> is nilpotent of index s</italic> + 1.</p></list-item>
<list-item><p><italic>(2.2) If</italic> (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>a</italic> &#x2260; 0 <italic>then</italic> (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>a is pure ad-nilpotent in <italic>R&#x0302;</italic> of index <italic>n</italic>. In this case n is odd and there exists &#x03BB;</italic> &#x2208; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) <italic>such that</italic> ((1 &#x2013; &#x220A;)<italic>a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic>)<sup><italic>s</italic></sup> = 0.</p></list-item>
</list></list-item>
</list>
<p><italic>Proof.</italic> Notice that <italic>n</italic> &#x2265; 3 since <inline-formula id="inline187"><mml:math id="inline_187" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> implies <italic>a</italic> &#x2208; <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>) by [<xref ref-type="bibr" rid="CIT27">27</xref>, Corollary 4.8] and so ad<sub><italic>a</italic></sub>(<italic>K</italic>) = 0, which is not possible because <italic>n</italic> &#x003E; 1 by hypothesis.</p>
<p>(1) Let us suppose first that <italic>R</italic> is a *-prime associative algebra and, without loss of generality, that it is centrally closed.</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>(1.a) Case 1: <inline-formula id="inline188"><mml:math id="inline_188" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and we get the claim for the idempotent &#x220A; = 0.</p></list-item>
<list-item><p>(1.b) Case 2: <inline-formula id="inline189"><mml:math id="inline_189" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> implies that there are no nonzero skew elements <italic>&#x03BB;</italic> in <italic>C</italic>(<italic>R</italic>), since otherwise (by 1.3.2) <italic>R</italic> = <italic>K</italic> + <italic>&#x03BB;</italic><italic>K</italic> would imply <inline-formula id="inline190"><mml:math id="inline_190" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>; in particular <italic>R</italic> is prime. Since <inline-formula id="inline191"><mml:math id="inline_191" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, by the second formula of Remark 2.3.2 and Corollary 2.0.3, <italic>a</italic> is an algebraic element of <italic>R</italic> over the field &#x1D53D; := <italic>C</italic>(<italic>R</italic>). Let us consider the minimal polynomial <italic>p</italic>(<italic>X</italic>) &#x2208; &#x1D53D;[<italic>X</italic>] of <italic>a</italic>. Let <inline-formula id="inline192"><mml:math id="inline_192" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> be the algebraic closure of <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) and let <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>,&#x2026;, <italic>&#x03BC;</italic><sub>t</sub> &#x2208; <inline-formula id="inline193"><mml:math id="inline_193" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> such that <italic>p</italic>(<italic>X</italic>) = (<italic>X</italic> &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>)<sup><italic>k</italic><bold>1</bold></sup> &#x2026; (<italic>X</italic> &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic><sub><italic>s</italic></sub>)<sup><italic>k</italic><bold>s</bold></sup>. Let <italic>q</italic><sub>1</sub>(<italic>X</italic>) := <italic>p</italic>(<italic>X</italic>)/(<italic>X</italic> &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic><sub><italic>1</italic></sub>), so <italic>q</italic><sub>1</sub> (<italic>a</italic>)<italic>a</italic> = <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub><italic>q</italic><sub>1</sub>(<italic>a</italic>). Now, for any <italic>x</italic> &#x2208; <italic>R</italic> &#x2295; <inline-formula id="inline194"><mml:math id="inline_194" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>,
<disp-formula id="math37"><mml:math id="math_37" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><target target-type="page" id="pges_42"/>and therefore, since <italic>R</italic> &#x2295; <inline-formula id="inline195"><mml:math id="inline_195" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is a centrally closed prime algebra (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT7">7</xref>, pp. 445&#x2013;446]), <italic>(a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub><italic>)</italic><sup>n</sup>(<italic>a</italic> + <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>) = 0. If <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub> = 0 then <italic>a</italic> is nilpotent of index at most <italic>n</italic> + 1. If <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub> &#x2260; 0, since the involution is the identity over <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) because Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) = 0, it extends to <italic>R</italic> &#x2295; <inline-formula id="inline196"><mml:math id="inline_196" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> via (<italic>r</italic> &#x2295; <italic>&#x03BB;</italic>)* := <italic>r</italic>* &#x2295; <italic>&#x03BB;</italic>, hence 0 = ((<italic>a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>)<italic><sup>n</sup></italic>)*(<italic>a</italic> + <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>)* = (<italic>a</italic>* &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>)<italic><sup>n</sup></italic>(<italic>a</italic>* + <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>) = (&#x2013;<italic>a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>)<italic><sup>n</sup></italic>(&#x2013;<italic>a</italic> + <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>) implies (<italic>a</italic> + <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>)<italic><sup>n</sup></italic>(<italic>a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>) = 0. From the conditions (<italic>a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>)<italic><sup>n</sup></italic>(a + <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>) = 0 and (<italic>a</italic> + <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>)<italic><sup>n</sup></italic>(<italic>a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>) = 0 we obtain <italic>p</italic>(<italic>X</italic>) = (<italic>X</italic> &#x2013; <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>)(<italic>X</italic> + <italic>&#x03BC;</italic><sub>1</sub>). Thus <inline-formula id="inline197"><mml:math id="inline_197" display='inline'><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, but then <inline-formula id="inline198"><mml:math id="inline_198" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:math></inline-formula> for every <italic>k</italic> &#x2208; <italic>K</italic>, a contradiction with <italic>n</italic> &#x2265; 3.</p></list-item>
</list>
<p>Let us study the semiprime case, and suppose without loss of generality that <italic>R</italic> is centrally closed: If <italic>a</italic> is already ad-nilpotent in <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>, take &#x220A; = 0 and the claim holds. Suppose from now on that <inline-formula id="inline199"><mml:math id="inline_199" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. By Proposition 2.0.4 let &#x220A; &#x2208; <italic>H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) be an idempotent such that <inline-formula id="inline200"><mml:math id="inline_200" display='inline'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>ad</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> for every <italic>x</italic> &#x2208; <italic>R</italic>, <inline-formula id="inline201"><mml:math id="inline_201" display='inline'><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Then <inline-formula id="inline202"><mml:math id="inline_202" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>Let us study the element &#x220A;<italic>a</italic>: First notice that <inline-formula id="inline203"><mml:math id="inline_203" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for every <italic>&#x03BC;</italic> such that <italic>&#x03BC;&#x220A;a</italic> &#x2260; 0, since otherwise <inline-formula id="inline204"><mml:math id="inline_204" display='inline'><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x3BC;</mml:mi><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> implies <italic>&#x03BC;&#x220A;</italic> &#x2208; <inline-formula id="inline205"><mml:math id="inline_205" display='inline'><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> = (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>C</italic>(<italic>R</italic>) and hence <italic>&#x03BC;&#x220A;</italic> = 0, a contradiction. Let us see that <italic>&#x220A;a</italic> is nilpotent. Since <italic>R</italic> is semiprime, the intersection of all *-prime ideals of <italic>R</italic> is zero. Consider the essential *-ideal <inline-formula id="inline206"><mml:math id="inline_206" display='inline'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Let us consider the families</p>
<disp-formula id="math38"><mml:math id="math_38" display='block'><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:msup><mml:mo>&#x25C3;</mml:mo><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mtext>is</mml:mtext><mml:mo>&#x2217;</mml:mo><mml:mtext>-prime and</mml:mtext><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x2284;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="math39"><mml:math id="math_39" display='block'><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:msup><mml:mo>&#x25C3;</mml:mo><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mtext>is</mml:mtext><mml:mo>&#x2217;</mml:mo><mml:mtext>-prime and</mml:mtext><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_43"/>Since <italic>S</italic> &#x2282; &#x2229;<sub><italic>I&#x03F5;&#x0394;</italic><sub>2</sub></sub> <italic>I</italic> and <italic>S</italic> is essential, &#x2229;<sub><italic>I&#x03F5;&#x0394;</italic><sub>1</sub></sub> <italic>I</italic> = 0 and <italic>R</italic> is a subdirect product of <italic>R/I</italic> with <italic>I &#x03F5; &#x0394;</italic><sub>1</sub>. Let us see that in any *-prime quotient <italic>&#x220A;a</italic> is nilpotent of index not greater than <italic>n</italic> + 1. Take <italic>I &#x03F5; &#x0394;</italic><sub>1</sub> and consider <italic>R&#x0304;</italic> := <italic>R/I</italic>. We may have two cases:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>If <inline-formula id="inline207"><mml:math id="inline_207" display='inline'><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x220A;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> then <inline-formula id="inline208"><mml:math id="inline_208" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x220A;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item><p>If <inline-formula id="inline209"><mml:math id="inline_209" display='inline'><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x220A;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> then <italic>&#x220A;&#x0304;</italic> = 1&#x0304; &#x03F5; <italic>R/I</italic> and 1&#x0305; &#x2013;&#x0305; <italic>&#x220A;&#x0305;</italic> = 0, so (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)R</italic> &#x2282; <italic>I</italic>. Moreover, <inline-formula id="inline210"><mml:math id="inline_210" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> since otherwise <inline-formula id="inline211"><mml:math id="inline_211" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> would imply <italic>S</italic> &#x2282; <italic>I</italic>, a contradiction. Let us see that <italic>R/I</italic> is prime: if <italic>R/I</italic> is *-prime and not prime there would exist a nonzero skew element <italic>&#x03BB;</italic> in <italic>C(R/I</italic>), which implies that <italic>R/I</italic> = Skew(<italic>R</italic>/I, *) &#x2297; <italic>&#x03BB;</italic>Skew(<italic>R</italic>/I, *) (see 1.3.2), so <inline-formula id="inline212"><mml:math id="inline_212" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>Skew</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2217;</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mo>&#xA0;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>Skew</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2217;</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> a contradiction. So <italic>R/I</italic> is a prime algebra with involution and <inline-formula id="inline213"><mml:math id="inline_213" display='inline'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo accent="true">&#x2015;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> which implies, by the case (1.b), that <inline-formula id="inline214"><mml:math id="inline_214" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x220A;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">-</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is nilpotent of index not greater than <italic>n</italic> + 1.</p></list-item>
</list>
<p>In conclusion, for any <italic>I &#x03F5; &#x0394;</italic><sub>1</sub> we have <italic>&#x220A;a</italic><sup>n+1</sup> <italic>&#x03F5; I</italic> and therefore <italic>&#x220A;a</italic><sup>n+1</sup> = 0.</p>
<p>(2) Suppose now that <italic>a</italic> is a pure element of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> and <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline215"><mml:math id="inline_215" display='inline'><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-torsion and free of <italic>s</italic>-torsion for <inline-formula id="inline216"><mml:math id="inline_216" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. If <italic>a</italic> is already ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> then <italic>a</italic> is pure in <italic>R</italic> by Lemma 2.1.3 and we can use Theorem 2.2.4 to find that <italic>n</italic> is odd and there exists <italic>&#x03BB; &#x03F5;</italic> Skew<italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *) such that <italic>(a &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic>)<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0. Otherwise write <italic>a</italic> = <italic>&#x220A;a</italic> + (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a</italic> as before. Since <italic>&#x220A;a</italic> is nilpotent and ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> (because we are assuming that <italic>a</italic> is pure in <italic>K</italic>), <italic>&#x220A;a</italic> is nilpotent of index <italic>s</italic> + 1 (it has index <italic>s</italic> or <italic>s</italic> + 1 by Proposition 2.3.3, but <inline-formula id="inline217"><mml:math id="inline_217" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>&#x3B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Moreover, (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a</italic> is a pure ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> (if it is nonzero, its index of ad-nilpotence cannot be lower than <italic>n</italic> since (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a</italic> is ad-nilpotent in <italic>K</italic> of index <italic>n</italic>), and we can apply Theorem 2.2.4 and Lemma 1.3.3 to get that <italic>n</italic> is odd and there exists <italic>&#x03BB; &#x03F5;</italic> Skew<italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *) such that ((1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;)<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0.</p>
<p><bold>Theorem 2.3.6.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra with involution</italic> *, <italic>let <italic>R&#x0302;</italic> be its central closure, and let a &#x03F5; K be a pure ad-nilpotent element of K of index <italic>n</italic> &#x003E;</italic> 1. <italic>If R is free of</italic> <inline-formula id="inline218"><mml:math id="inline_218" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula><italic>-torsion and <italic>s</italic>-torsion for</italic> <inline-formula id="inline219"><mml:math id="inline_219" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>then:</italic></p>
<list list-type="order">
<list-item><p><target target-type="page" id="pges_44"/><italic>If n</italic> &#x2261;<sup>4</sup> 0 <italic>then a</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0, <italic>a</italic><italic><sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0 <italic>and <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>Ka<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0. <italic>Moreover, there exists an idempotent &#x220A; &#x03F5; H(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *) <italic>such that &#x220A;a</italic> = <italic>a and the ideal generated by <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup> is essential in &#x220A;R&#x0302;. In addition &#x220A;R&#x0302; satisfies the GPI <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup>xa<sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>ya<sup><italic>s</italic></sup></italic> = <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>ya<sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>xa<sup><italic>s</italic></sup> for every <italic>x</italic>,<italic>y</italic> &#x220A;R&#x0302;.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1 <italic>then there exists &#x03BB; &#x03F5;</italic> Skew<italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *) <italic>such that (a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;)<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0 <italic>(a is an ad-nilpotent element of R of index <italic>n</italic>).</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>It is not possible that n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2.</p></list-item>
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 <italic>then there exists an idempotent &#x220A; &#x03F5; H(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *) <italic>making a</italic> = <italic>&#x220A;a</italic> + (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a &#x03F5; <italic>R&#x0302;</italic> such that:</italic></p>
<list list-type="simple">
<list-item><p><italic>(4.1) If &#x220A;a</italic> &#x2260; 0 <italic>then &#x220A;a</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0, <italic>&#x220A;a</italic><sup><italic>s</italic></sup> &#x2260; 0 <italic>and &#x220A;a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>kea</italic><sup><italic>s&#x2212;1</italic></sup> = <italic>&#x220A;a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup><italic>kea<sup><italic>s</italic></sup> for every k &#x03F5;</italic> Skew<italic>(R&#x0302;</italic>, *). <italic>The ideal generated by &#x220A;a<sup><italic>s</italic></sup> is essential in &#x220A;R&#x0302; and &#x220A;R&#x0302; satisfies the GPI <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>xa<sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>ya<sup><italic>s</italic></sup></italic> = <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>ya<sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>xa<sup><italic>s</italic></sup> for every <italic>x</italic>,<italic>y</italic> &#x03F5; &#x220A;R&#x0302;.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>(4.2) If</italic> (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a</italic> &#x2260; 0 <italic>then there exists &#x03BB; &#x03F5;</italic> Skew<italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *) <italic>such that</italic> ((1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;)<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0 ((1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a is a pure ad-nilpotent element of <italic>R&#x0302;</italic> of index <italic>n</italic>).</italic></p></list-item>
</list></list-item>
</list>
<p><italic>In particular, for all n &#x003E;</italic> 1 <italic>there exists &#x03BB; &#x03F5;</italic> Skew<italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *) <italic>such that (a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;)</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0, <italic>(a &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic>)</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> &#x2260; 0.</p>
<p><italic>Proof.</italic> We can suppose without loss of generality that <italic>R</italic> = R&#x0302;, i.e., <italic>R</italic> is centrally closed. By Proposition 2.3.5 there exists an idempotent <italic>&#x220A; &#x03F5; H(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)</italic>, *) such that <inline-formula id="inline220"><mml:math id="inline_220" display='inline'><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:math></inline-formula> for every <italic>x &#x03F5; R</italic> and <inline-formula id="inline221"><mml:math id="inline_221" display='inline'><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x220A;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and moreover:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>If <italic>&#x220A;a</italic> &#x2260; 0, it is nilpotent of index <italic>s</italic> + 1 and ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic>. By Proposition 2.3.3 this may happen if either <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0, in which case <italic>a</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0, <italic>a</italic>s &#x2260; 0, <italic>a</italic>s<italic>Ka</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0 and (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a</italic> = 0 (because (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> and</p></list-item>
<list-item><p>its index cannot be even), or <italic>n</italic> = <sub>4</sub> 3. The case <italic>n</italic> =<sub>4</sub> 1 is not possible because <italic>&#x220A;a</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0.</p></list-item>
<list-item><p>If (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a</italic> &#x2260; 0 then (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a</italic> is a pure ad-nilpotent element of <italic>R, n</italic> is odd and there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x220A; Skew(<italic>R</italic>, *) with ((1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a &#x2212; &#x03BB;</italic>)<sup><italic>s</italic></sup> = 0. By Proposition 2.3.3 this may happen if either <italic>n</italic> =<sub>4</sub> 1 (in this case <italic>&#x220A;a</italic> = 0) or <italic>n</italic> =<sub>4</sub> 3. The decomposition (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a &#x2212; &#x03BB;</italic> = <italic>a</italic><sub>1</sub> + <italic>a</italic><sub>2</sub> given by Proposition 2.3.3(4) occurs with <italic>a</italic><sub>1</sub> = 0 since otherwise the index <italic>s</italic> + 1 of <italic>a</italic><sub>1</sub> would contradict ((1 &#x2212; &#x220A;)<italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic>)<sup><italic>s</italic></sup> = 0.</p></list-item>
</list>
<p><target target-type="page" id="pges_45"/>In the particular case of <italic>n</italic> =<sub>4</sub> 3 with <italic>&#x220A;a</italic> &#x2260; 0, the idempotent e1 produced in Proposition 2.3.3(4) for the nilpotent element <italic>&#x220A;a</italic> satisfies <italic>&#x220A;<sub>1</sub>&#x220A;<italic>a</italic></italic><sup><italic>s</italic></sup> = <italic>&#x220A;a</italic><sup><italic>s</italic></sup>, so (1 &#x2212; <italic>&#x220A;</italic><sup>1</sup>)<italic>&#x220A;</italic> &#x220A; <inline-formula id="inline222"><mml:math id="inline_222" display='inline'><mml:msub><mml:mi>Ann</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Id</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x220A;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula>, thus <italic>&#x220A;<sub>1</sub>&#x220A;</italic> = <italic>&#x220A;</italic> and <italic>&#x220A;<italic>a</italic></italic><sup><italic>s</italic></sup> = <italic>&#x220A;<sub>1</sub>&#x220A;a</italic><sup><italic>s</italic></sup> generates an essential ideal in <italic>&#x220A;R</italic>. On the other hand, we know from Proposition 2.3.5 that (<italic>&#x220A;a</italic>)<sup><italic>s</italic>-1</sup> <italic>k(&#x220A;a)</italic><sup><italic>s</italic></sup> = <italic>(&#x220A;a)<sup>s</sup>k(&#x220A;a)</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> for every <italic>k &#x220A; K</italic>; in particular (<italic>&#x220A;a</italic>)<sup><italic>s</italic></sup><italic>K(&#x220A;a)</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0. Therefore, by Lemma 2.3.1(2) the identity</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p><italic>a<sup>s</sup>xa<sup>s</sup>ya<sup>s</sup></italic> = <italic>a<sup>s</sup>ya<sup>s</sup>xa<sup>s</sup></italic></p></list-item>
</list>
<p>holds in <italic>&#x220A;R</italic>.</p>
<p>In the particular case of <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 the idempotent <italic>&#x220A;</italic> produced in Proposition 2.3.5 satisfies <italic>&#x220A;a<sup><italic>s</italic></sup>xa</italic><sup><italic>s</italic></sup> = <italic>&#x220A;a</italic><sup><italic>s</italic></sup> for every <italic>x &#x220A; R</italic> and Ann<sub><italic>R</italic></sub>Id<sub><italic>R</italic></sub>(<italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>Ra</italic><sup><italic>s</italic></sup>) = (1 &#x2212; <italic>&#x220A;</italic>)<italic>R</italic>. On the other hand, (1 &#x2212; <italic>&#x220A;</italic>)<sup><italic>a</italic></sup> must be zero because <inline-formula id="inline223"><mml:math id="inline_223" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x220A;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <italic>a</italic> is a pure ad-nilpotent element (so <italic>a</italic> = <italic>&#x220A;a</italic>). Therefore, the ideal generated by <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup> in <italic>&#x220A;R</italic> is essential in <italic>&#x220A;R</italic> and the identity <italic>a<sup>s</sup>xa<sup>s</sup>ya</italic><sup><italic>s</italic></sup> = <italic>a<sup>s</sup>ya<sup>s</sup>xa<sup>s</sup></italic> holds in <italic>&#x220A;R</italic> by Lemma 2.3.1(2).</p>
<p><italic>Remark</italic> 2.3.7. It is worth noting that in the semiprime case, when <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 there can exist elements <italic>a</italic> with two nonzero parts <italic>&#x220A;a</italic> and (1 &#x2212; <italic>&#x220A;)a</italic> behaving as in Theorem 2.3.6(4.1) and Theorem 2.3.6(4.2). This is no longer true in the prime case, see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT56">56</xref>, Main Theorem].</p>
<p>In the next corollary we recover T.K. Lee&#x2019;s main result by taking into account that every ad-nilpotent element can be expressed as a sum of pure ad-nilpotent elements of decreasing indices.</p>
<p><bold>Corollary 2.3.8.</bold> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT54">54</xref>, Theorem 1.5]) <italic>Let R be a semiprime associative algebra with involution</italic> * <italic>and free of n!-torsion, let R&#x0302; be its central closure, and let a &#x220A; K be an ad-nilpotent element of K of index <italic>n</italic>. Then there exist &#x03BB;</italic> &#x220A; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) <italic>and an idempotent</italic> &#x220A; &#x220A; <italic>H(C</italic>(<italic>R</italic>), *) <italic>such that (&#x220A;a &#x2013; &#x03BB;</italic>)<sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0 <italic>and (&#x220A;a &#x2013; &#x03BB;</italic>)<sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> &#x2260; 0 <italic>for</italic> <inline-formula id="inline224"><mml:math id="inline_224" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>and</italic> (1 &#x2013; &#x220A;)<italic>R&#x0302; is a PI-algebra satisfying the standard identity S</italic><sub>4</sub>.</p>
<p><italic>Proof.</italic> We can suppose without loss of generality that <italic>R</italic> = <italic>R&#x0302;</italic>, i.e., <italic>R</italic> is centrally closed. By Proposition 2.1.4 there exists a family of orthogonal symmetric idempotents <inline-formula id="inline225"><mml:math id="inline_225" display='inline'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> of the extended centroid such that <inline-formula id="inline226"><mml:math id="inline_226" display='inline'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x3F5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></inline-formula> with <italic>&#x220A;<sub><italic>i</italic></sub>a</italic> a pure ad-nilpotent element of index <italic>n<sub>i</sub> (n</italic> = <italic>n</italic><sub>1</sub> <italic>&#x003E; n</italic><sub>2</sub> &#x003E; ...) of Skew(&#x220A;<sub><italic>i</italic></sub><italic>R</italic>, *). If <italic>n</italic><sub>k</sub> = 1 then <italic>&#x220A;</italic><sub><italic>k</italic></sub><italic>a</italic> can be decomposed as <italic>&#x220A;</italic><sub><italic>k</italic></sub><italic>a</italic> = <italic>&#x220A;</italic><sub><italic>k</italic>1</sub><italic>a</italic> + (1 &#x2013; <italic>&#x220A;</italic><sub><italic>k</italic>1</sub><italic>)a</italic>, where <italic>&#x220A;</italic><sub><italic>k</italic>1</sub><italic><sup><italic>a</italic></sup> &#x220A; <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>)</italic> and (1 &#x2013; <italic>&#x220A;</italic><sub><italic>k</italic>1</sub><italic>)R</italic> is a PI-algebra satisfying the standard identity <italic>S</italic><sub>4</sub> by [<xref ref-type="bibr" rid="CIT13">13</xref>, Theorem 4.2(i),(ii) and (*)]. The claim follows now from Theorem 2.3.6.</p>
<p><target target-type="page" id="pges_46"/>Let us extend this last result to Lie algebras of the form <italic>K/(K</italic> &#x2229; <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>)) and [K,K]/([K,K] &#x2229; Z(<italic>R</italic>)).</p>
<p><bold>Corollary 2.3.9.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra with involution free of</italic> n!- <italic>torsion, let R&#x0302; be its central closure, and consider the Lie algebra L</italic> := <italic>K</italic>/(<italic>K</italic> &#x2229; <italic>Z(<italic>R</italic>)). If <italic>a&#x0304;</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>L</italic> of index <italic>n</italic> then there exist &#x03BB;</italic> &#x220A; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) <italic>and an idempotent &#x220A; &#x220A; H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) <italic>such that (&#x220A;a &#x2013; &#x03BB;</italic>)<sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0 <italic>and (<italic>&#x220A;a</italic> &#x2013; &#x03BB;</italic>)<sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> &#x2260; 0 <italic>for</italic> <inline-formula id="inline227"><mml:math id="inline_227" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>and</italic> (1 &#x2013; <italic>&#x220A;</italic>)<italic>R&#x0302; is a PI-algebra that satisfying the standard identity S</italic><sub>4</sub>.</p>
<p><italic>Proof.</italic> Let us prove that <inline-formula id="inline228"><mml:math id="inline_228" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> implies <inline-formula id="inline229"><mml:math id="inline_229" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>: Suppose first that <italic>R</italic> is *-prime and, without loss of generality, centrally closed. If <inline-formula id="inline230"><mml:math id="inline_230" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, there would exist <inline-formula id="inline231"><mml:math id="inline_231" display='inline'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, so <italic>R</italic> = <italic>K</italic> + <italic>&#x03BB;K</italic> by 1.3.2 and hence <inline-formula id="inline232"><mml:math id="inline_232" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, which implies by Lemma 2.2.6 that <inline-formula id="inline233"><mml:math id="inline_233" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, a contradiction. The same result follows for semiprime algebras because they can be expressed as subdirects product of *-prime quotients.</p>
<p>The claim follows now from Corollary 2.3.8.</p>
<p>Now we turn to Lie algebras of the form [<italic>K</italic>, <italic>K</italic>]/([<italic>K</italic>, <italic>K</italic>] &#x2229; <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>)). We first need a technical lemma.</p>
<p><bold>Lemma 2.3.10.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra with involution</italic> * <italic>and a</italic> &#x220A; <italic>K be such that</italic> <inline-formula id="inline234"><mml:math id="inline_234" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <italic>n &#x003E;</italic> 1. <italic>If R is free of (n</italic> + 1)!-torsion <italic>then</italic> <inline-formula id="inline235"><mml:math id="inline_235" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><italic>Proof.</italic> Let us first suppose that <italic>R</italic> is a *-prime associative algebra and, without loss of generality, that it is centrally closed. If Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) &#x2260; 0 then <italic>R</italic> = <italic>K</italic> + <italic>&#x03BB;K</italic> for any 0 &#x2260; <italic>&#x03BB;</italic> &#x220A; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) (see 1.3.2); thus <inline-formula id="inline236"><mml:math id="inline_236" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and by Lemma 2.2.7 <italic>a</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>. Otherwise Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) = 0, in which case <italic>R</italic> must be prime and <italic>K</italic> &#x2229; <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>) = 0, so <inline-formula id="inline237"><mml:math id="inline_237" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. From <inline-formula id="inline238"><mml:math id="inline_238" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) = 0 we get from Proposition 2.3.5 that <italic>a</italic> is a nilpotent element of <italic>R</italic>. Let <italic>t</italic> be its index of nilpotence. If <inline-formula id="inline239"><mml:math id="inline_239" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> we are done; suppose it is not and let us compare the index of ad-nilpotence of <italic>a</italic> in <italic>K</italic> with its index of nilpotence <italic>t</italic> (see Proposition 2.3.3) to get a contradiction:</p>
<p>(a) If <italic>n</italic> + 1 &#x2261;<sub>4</sub> 0 then <inline-formula id="inline240"><mml:math id="inline_240" display='inline'><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <italic>a</italic><sup><italic>t</italic>&#x2013;1</sup><italic>Ka</italic><sup><italic>t</italic>&#x2013;1</sup> = 0. From <inline-formula id="inline241"><mml:math id="inline_241" display='inline'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> we get, for every <italic>x &#x220A; R</italic>, that <inline-formula id="inline242"><mml:math id="inline_242" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Then, for every <italic>k, k<sup>&#x2019;</sup> &#x220A; K</italic>,</p>
<disp-formula id="math40"><mml:math id="math_40" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_47"/>because <inline-formula id="inline243"><mml:math id="inline_243" display='inline'><mml:mi>a</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <italic>t &#x2265;</italic> 3 implies <italic>a</italic><sup><italic>t</italic> &#x2013; 1</sup><italic>a</italic><sup><italic>t</italic> &#x2013; 2</sup> = 0. Therefore <inline-formula id="inline244"><mml:math id="inline_244" display='inline'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and hence <inline-formula id="inline245"><mml:math id="inline_245" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for every <italic>k &#x220A; K</italic> by Lemma 2.3.1(1).</p>
<p>(b) If <italic>n</italic> + 1 &#x2261;4 1 then <inline-formula id="inline246"><mml:math id="inline_246" display='inline'><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. For every <italic>x</italic> &#x220A; <italic>R</italic>, <inline-formula id="inline247"><mml:math id="inline_247" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. Then, for every <italic>k, k'</italic> &#x220A; <italic>K</italic>,</p>
<disp-formula id="math41"><mml:math id="math_41" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>because <italic>a</italic><sup><italic>t</italic>-1</sup><italic>a</italic><sup><italic>t</italic>-1</sup> = 0. Therefore <inline-formula id="inline248"><mml:math id="inline_248" display='inline'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and hence <inline-formula id="inline249"><mml:math id="inline_249" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for every <italic>k &#x220A; K</italic> by Lemma 2.3.1(1).</p>
<p>(c) The case <italic>n</italic> + 1 &#x2261;<sub>4</sub> 2 is not possible.</p>
<p>(d) If <italic>n</italic> + 1 &#x2261;<sub>4</sub> 3 then, by primeness of <italic>R</italic>, either <inline-formula id="inline250"><mml:math id="inline_250" display='inline'><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <italic>a<sup><italic>t</italic>-2</sup>ka<sup><italic>t</italic>-1</sup></italic> = <italic>a<sup><italic>t</italic>-1</sup>ka<sup>t-2</sup></italic> for every <italic>k &#x220A; K</italic> (case (4.1) in Theorem 2.3.6) or <inline-formula id="inline251"><mml:math id="inline_251" display='inline'><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> (case (4.2) in Theorem 2.3.6).</p>
<p>(d.1) Suppose <inline-formula id="inline252"><mml:math id="inline_252" display='inline'><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <italic>a</italic>t-2<italic>ka</italic>t-1 = <italic>a</italic>t-1<italic>ka</italic>t-2 <bold>(1)</bold> for every <italic>k G K</italic>. For convenience write <inline-formula id="inline253"><mml:math id="inline_253" display='inline'><mml:mi>&#x3B1;</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x3B2;</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and observe that <italic>a</italic> = <italic>P</italic> (since n = 2t &#x2013; 5). For every k, k' G <italic>K</italic> we have</p>
<disp-formula id="math42"><mml:math id="math_42" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x3B1;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3B2;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x3B1;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_48"/>Multiplying on the left by a and applying <bold>(1)</bold> to the second term afterwards,</p>
<disp-formula id="math43"><mml:math id="math_43" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x3B1;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3B2;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x3B1;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3B2;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x3B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3B2;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>which gives <italic>a</italic><sup><italic>t</italic>&#x2013;2</sup>[<italic>k</italic>, <italic>k</italic>']<italic>a</italic><sup><italic>t</italic>-1</sup> = 0 <bold>(3)</bold> since <italic>R</italic> is free of (<italic>&#x03B1;</italic> &#x2013; <italic>&#x03B2;</italic>)-torsion. Now we study two separate cases:</p>
<p>If <italic>n</italic> = 2 then <italic>t</italic> = 3 and <italic>&#x03B1;</italic> &#x220A; <italic>K</italic> satisfies <inline-formula id="inline254"><mml:math id="inline_254" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x2260; 0, <italic>a</italic><sup>3</sup> = 0, so it is a Clifford element (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT10">10</xref>]). Since <italic>R</italic> is free of 2, 3-torsion there is a <italic>twin</italic> element <italic>b &#x220A; K</italic> of <italic>a</italic> such that <italic>aba</italic> = <italic>a</italic> and <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>b</italic><sup>2</sup><italic>a</italic><sup>2</sup> = <italic>a</italic><sup>2</sup> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT10">10</xref>, p. 289 and Proposition 3.7(6)]).</p>
<p>Then, by <bold>(3)</bold>,</p>
<p>0 = <italic>a</italic>[[<italic>b</italic>, <italic>a</italic>], <italic>b</italic>]<italic>a</italic><sup>2</sup> = 2(<italic>aba</italic>)<italic>ba</italic><sup>2</sup> &#x2212; <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>b</italic><sup>2</sup><italic>a</italic><sup>2</sup> &#x2212; <italic>ab</italic><sup>2</sup><italic>a</italic><sup>3</sup> = 2<italic>aba</italic><sup>2</sup> &#x2212; <italic>a</italic><sup>2</sup> = <italic>a</italic><sup>2</sup>,</p>
<p>a contradiction.</p>
<p>If <italic>n</italic> &#x003E; 2 then <italic>n</italic> &#x2265; 6 and <italic>t</italic> &#x2265; 5, so 2<italic>t</italic> &#x2212; 4 &#x003E; <italic>t</italic> and (<italic>a</italic><sup><italic>t</italic>&#x2212;2</sup>)<sup>2</sup> = 0. We see that</p>
<p><inline-formula id="inline255"><mml:math id="inline_255" display='inline'><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <bold>(4)</bold></p>
<p>for every <inline-formula id="inline256"><mml:math id="inline_256" display='inline'><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x220A;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula>: from <bold>(2)</bold> we can write <inline-formula id="inline257"><mml:math id="inline_257" display='inline'><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> as a linear combination of <inline-formula id="inline258"><mml:math id="inline_258" display='inline'><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="inline259"><mml:math id="inline_259" display='inline'><mml:mo>|</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, so <bold>(4)</bold> follows since <italic>R</italic> is free of &#x03B2;-torsion and <inline-formula id="inline260"><mml:math id="inline_260" display='inline'><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> by <bold>(3)</bold> and <bold>(1)</bold>. Since for each <inline-formula id="inline261"><mml:math id="inline_261" display='inline'><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x220A;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula> we have that <inline-formula id="inline262"><mml:math id="inline_262" display='inline'><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x220A;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula> is such that <italic>b</italic><sup>2</sup> = 0 and <italic>b</italic>[<italic>K</italic>, <italic>K</italic>]<italic>b</italic> = 0 by <bold>(4)</bold>, by Lemma 2.3.1(4) we get <italic>b</italic> = 0 for each <inline-formula id="inline263"><mml:math id="inline_263" display='inline'><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>'</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x220A;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula>, so <italic>a</italic><sup><italic>t</italic>&#x2212;2</sup>[<italic>K</italic>, <italic>K</italic>]<italic>a</italic><sup><italic>t</italic>&#x2212;2</sup> = 0, and <italic>a</italic><sup><italic>t</italic>&#x2212;2</sup> = 0 again by Lemma 2.3.1(4), a contradiction.</p>
<p>(d.2) Suppose <inline-formula id="inline264"><mml:math id="inline_264" display='inline'><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. In this case, the proof follows as in (b): <inline-formula id="inline265"><mml:math id="inline_265" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup></mml:math></inline-formula> for every <inline-formula id="inline266"><mml:math id="inline_266" display='inline'><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and hence <inline-formula id="inline267"><mml:math id="inline_267" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for every <italic>k</italic> &#x03F5; <italic>K</italic> by Lemma 2.3.1(1).</p>
<p>In any case <inline-formula id="inline268"><mml:math id="inline_268" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Finally, the semiprime case follows because <italic>R</italic> is a subdirect product of *-prime associative algebras.</p>
<p><target target-type="page" id="pges_49"/>From this lemma and Corollary 2.3.8 we get:</p>
<p><bold>Corollary 2.3.11.</bold> <italic>Let R be a semiprime associative algebra with involution</italic> *, <italic>let <italic>R&#x0302;</italic> be its central closure, and consider the Lie algebra L</italic> := [<italic>K</italic>, <italic>K</italic>]/(<italic>Z</italic>(<italic>R</italic>) &#x2229; [<italic>K</italic>, <italic>K</italic>]). <italic>If a&#x0304; is an ad-nilpotent element of L of index n</italic> &#x003E; 1 <italic>and R is free of</italic> (<italic>n</italic> + 1)!-torsion <italic>then there exist &#x03BB;</italic> &#x03F5; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) <italic>and an idempotent</italic> &#x220A; &#x03F5; <italic>H</italic>(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) <italic>such that</italic> (&#x220A;<italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic>)<sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0 <italic>and</italic> (&#x220A;<italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic>)<sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> &#x2260; 0 <italic>for</italic> <inline-formula id="inline269"><mml:math id="inline_269" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>and</italic> (1 &#x2212; &#x220A;)<italic>R&#x0302; is a PI-algebra satisfying the standard identity S</italic><sub>4</sub>.</p>
</sec>
</body>
</book-part>
<book-part id="c3" book-part-type="chapter">
<book-part-meta>
<book-part-id book-part-id-type="publisher-id">URJC</book-part-id>
<title-group>
<label>CHAPTER 3</label>
<title><target target-type="page" id="pges_50"/><target target-type="page" id="pges_51"/>AD-NILPOTENT ELEMENTS IN A PRIME ASSOCIATIVE SUPERALGEBRA</title>
</title-group>
</book-part-meta>
<body>
<p>This chapter is part of an article that has been published in the journal <italic>Linear and Multilinear Algebra</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="CIT28">28</xref>].</p>
<p>In this chapter we are going to study nilpotent inner superderivations in prime associative superalgebras with and without involution.</p>
<p>The goal is to extend the results of the previous chapter to the prime super setting. In the first section we will give a detailed description of a homogeneous ad-nilpotent element <italic>a</italic> of index <italic>n</italic> in a prime associative superalgebra <italic>R</italic> free of <inline-formula id="inline270"><mml:math id="inline_270" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <italic>s</italic>-torsion, where <inline-formula id="inline271"><mml:math id="inline_271" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mn>2</mml:mn></mml:mstyle></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, depending on the degree of the element and the equivalence class of <italic>n</italic> modulo 4. If <italic>a</italic> belongs to <italic>R</italic><sub>0</sub> we can adjust the techniques and use the results from the previous chapter because <italic>R</italic><sub>0</sub> is an algebra. On the other hand, if <italic>a &#x03F5; R</italic><sub>1</sub> we will work with <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> and we will show that the only possible indexes of ad-nilpotency of <italic>a</italic> are <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1, 2. These two cases correspond to a nilpotent element of index <inline-formula id="inline272"><mml:math id="inline_272" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, when <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1, or to an element <italic>a</italic> for which there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> with <inline-formula id="inline273"><mml:math id="inline_273" display='inline'><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, when <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2.</p>
<p>In the second section we will study ad-nilpotent elements of the skew-symmetric elements <italic>K</italic> of a prime superalgebra with superinvolution and characteristic <italic>p</italic> &#x003E; <italic>n</italic>, i.e., elements <italic>a &#x03F5; K</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>K</italic><sub>1</sub> such that <inline-formula id="inline274"><mml:math id="inline_274" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext> and</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. The key point is the fact proven in Proposition 3.2.3 that any ad-nilpotent element <italic>a</italic> of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> is either nilpotent or ad-nilpotent of the whole <italic>R</italic> with the same index <italic>n.</italic> When <italic>a &#x03F5; K</italic> is an ad-nilpotent homogeneous even element, it will be classified depending on its index of ad-nilpotency modulo 4 (see Theorem 3.2.4), and when <italic>a &#x03F5; K</italic><sub>1</sub> is ad-nilpotent of index <italic>n</italic>, its description will depend on the congruence class of <italic>n</italic> modulo 8 (see Theorem 3.2.5): if <italic>n &#x2261;<sub>8</sub></italic> 1, 2, 5,6 then <italic>a</italic> behaves as an ad-nilpotent element of <italic>R</italic> and if <italic>n &#x2261;<sub>8</sub></italic> 0, 7 then <italic>a</italic> is nilpotent of index <italic>s</italic> + 1 for <inline-formula id="inline275"><mml:math id="inline_275" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>Ka</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0, implying that <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>Ra</italic><sup><italic>s</italic></sup> is commutative as a local superalgebra at <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup>. We will also show that the indexes of ad-nilpotency <italic>n &#x2261;<sub>8</sub></italic> 3,4 are not possible.</p>
<p><target target-type="page" id="pges_52"/><bold>3.0.1.</bold> Let <italic>R</italic> be an associative superalgebra. We recall that a homogeneous 0-degree linear map * : <italic>R</italic> &#x2192; <italic>R</italic> is a superinvolution in <italic>R</italic> if (<italic>a</italic>*)* = <italic>a</italic> and (<italic>ab</italic>)* = (-1)<sup>|<italic>a</italic>||<italic>b</italic>|</sup><italic>b</italic>*<italic>a</italic>* for every homogeneous <italic><italic>a,b</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub></italic> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub> In particular</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>(<italic>abc</italic>)* = (-1)<sup>|<italic>a</italic>||<italic>b</italic>|+|<italic>a</italic>||<italic>c</italic>|+|<italic>b</italic>||<italic>c</italic>|</sup><italic>c</italic>*<italic>b</italic>*<italic>a</italic>*</p></list-item>
</list>
<p>for homogeneous <italic>a, b, c &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub></italic> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub> and and</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>(<italic>abc</italic>)* = (-1)<sup>|<italic>a</italic>||<italic>b</italic>|+|<italic>a</italic>||<italic>a</italic>|+|<italic>b</italic>||<italic>c</italic>|</sup><italic>a</italic>*<italic>b</italic>*<italic>a</italic>* = (-1)<sup>|<italic>a</italic>|</sup><italic>a</italic>*<italic>b</italic>*<italic>a</italic>*.</p></list-item>
</list>
<p>the set of skew-symmetric elements <italic>K</italic> := {<italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> | <italic>a</italic>* = -<italic>a</italic>} and the set of symmetric elements <italic>H</italic> := {<italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> | <italic>a</italic>* = <italic>a</italic>} are graded submodules of <italic>R</italic>. Since &#x00BD; &#x03F5; &#x03A6;, <italic>R</italic> = <italic>H</italic> &#x2295; <italic>K</italic>. We will denote <italic>H</italic><sub><italic>i</italic></sub> = <italic>H</italic> &#x22C2; <italic>R</italic><sub><italic>i</italic></sub> and <italic>K</italic><sub><italic>i</italic></sub> = <italic>K</italic> &#x22C2; <italic>R<sub><italic>i</italic></sub>, i</italic> = 0,1. Notice that</p>
<disp-formula id="math44"><mml:math id="math_44" display='block'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x27F9;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>when</mml:mtext><mml:mi>s</mml:mi><mml:mtext>is even,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>when</mml:mtext><mml:mi>s</mml:mi><mml:mtext>is odd,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math45"><mml:math id="math_45" display='block'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x27F9;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>when</mml:mtext><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>when</mml:mtext><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>when</mml:mtext><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>when</mml:mtext><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Moreover, if <italic>R</italic> is a prime superalgebra and Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) &#x2260; 0, then <italic>R</italic> = <italic>K</italic> + <italic>&#x03BC;K</italic> for any nonzero homogeneous <italic>&#x03BC; &#x03F5;</italic> Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) (indeed, <italic>&#x03BC;</italic><sup>2</sup> &#x03F5; <italic>C(<italic>R</italic>)</italic><sub>0</sub> is invertible because <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)0 is field, and therefore <italic>R</italic> &#x2286; <italic>K</italic> + <italic>&#x03BC;</italic><sup>2</sup><italic>H</italic> &#x2286; <italic>K</italic> + <italic>&#x03BC;K</italic> &#x2286; <italic>R</italic>).</p>
<p><bold>3.0.2.</bold> Let <italic>a &#x03F5; <italic>R</italic><sub>1</sub>.</italic> Taking into account that <inline-formula id="inline276"><mml:math id="inline_276" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:msub></mml:math></inline-formula>, it is convenient to compute the adjoint map depending on <italic>n</italic> modulo 4 and focus in the central terms because if <italic>a</italic> is nilpotent these will remain:</p>
<p><italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0</p>
<disp-formula id="math46"><mml:math id="math_46" display='block'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math47"><mml:math id="math_47" display='block'><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_53"/><italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1</p>
<disp-formula id="math48"><mml:math id="math_48" display='block'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math49"><mml:math id="math_49" display='block'><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math50"><mml:math id="math_50" display='block'><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2</p>
<disp-formula id="math51"><mml:math id="math_51" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3</p>
<disp-formula id="math52"><mml:math id="math_52" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_54"/>Throughout all this chapter we will use these calculations without mentioning them.</p>
<sec id="c3-s1">
<label><bold>3.1.</bold></label>
<title><bold>Ad-nilpotent elements of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic></bold></title>
<p>In the following result we will relate the index of nilpotence of a homogeneous element of <italic>R</italic> with its index of ad-nilpotence in <italic>R</italic>. It will be useful in our study of ad-nilpotent elements of <italic>K</italic>.</p>
<p><bold>Proposition 3.1.1.</bold> <italic>Let R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x2A01; <italic>R</italic><sub>1</sub> <italic>be a semiprime associative superalgebra. If a</italic> &#x03F5; <italic>R is a homogeneous nilpotent element of index s and</italic></p>
<p><italic>(1) a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> <italic>and R is free of</italic> <inline-formula id="inline277"><mml:math id="inline_277" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula><italic>-torsion, then a is ad-nilpotent of R (and of R<sub>0</sub>) of index n</italic> = 2<italic>s</italic> &#x2212; 1,</p>
<p><italic>(2a) a &#x03F5; R</italic><sub>1</sub>, <italic>s is even and R is free of</italic> <inline-formula id="inline278"><mml:math id="inline_278" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>-torsion, then a is ad-nilpotent of R of index n</italic> = 2<italic>s</italic> &#x2212; 2 <italic>(n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2<italic>)</italic>,</p>
<p><italic>(2b) a &#x03F5; R</italic><sub>1</sub>, <italic>s is odd and R is free of</italic> <inline-formula id="inline279"><mml:math id="inline_279" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion, <italic>then a is ad-nilpotent of R of index n</italic> = 2s &#x2212; 1 <italic>(n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1<italic>)</italic>.</p>
<p><italic>Proof.</italic> (1) Since <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub>, the operator ad<sub><italic>a</italic></sub> behaves as the adjoint map in the non-super setting. From <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0 we get that <inline-formula id="inline280"><mml:math id="inline_280" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. On the other hand, <italic>a</italic><bold><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup></bold> &#x2260; 0, so by semiprimeness of <italic>R</italic> (and of <italic>R</italic><sub>0</sub>) (see Lemma 1.1.6) there exists <italic>x &#x03F5; R</italic> (respectively, <italic>x &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub>)</italic> such that <italic>a</italic><sup>s&#x2212;1</sup><italic>xa</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> &#x2260; 0 and, since <italic>R</italic> has no <inline-formula id="inline281"><mml:math id="inline_281" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion, <inline-formula id="inline282"><mml:math id="inline_282" display='inline'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mo>&#xA0;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Thus</p>
<disp-formula id="math53"><mml:math id="math_53" display='block'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>.</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>We have shown that <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> (and of <italic>R</italic><sub>0</sub>) of index <italic>n</italic> = 2<italic>s</italic> &#x2212; 1.</p>
<p><target target-type="page" id="pges_55"/>(2a) Suppose that <italic>a &#x03F5; R</italic><sub>1</sub> is a nilpotent element of even index <italic>s</italic>. Since <inline-formula id="inline283"><mml:math id="inline_283" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:msub></mml:math></inline-formula> is nilpotent of index <inline-formula id="inline284"><mml:math id="inline_284" display='inline'><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, we have by (1) that <italic>a</italic><sup>2</sup> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <inline-formula id="inline285"><mml:math id="inline_285" display='inline'><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Hence the index of ad-nilpotence of <italic>a</italic> is less or equal to 2<italic>s</italic> &#x2212; 2.</p>
<p>Let <italic>x</italic> be any element in <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub>:</p>
<disp-formula id="math54"><mml:math id="math_54" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>hence</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Therefore <inline-formula id="inline286"><mml:math id="inline_286" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> cannot be zero, since otherwise <italic>a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> = 0 because <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline287"><mml:math id="inline_287" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion and semiprime, a contradiction. We have shown that <italic>a</italic> is ad-nilpotent of index <italic>n</italic> = 2<italic>s</italic> &#x2212; 2.</p>
<p>(2b) Suppose that <italic>a &#x03F5; <italic>R</italic><sub>1</sub></italic> is a nilpotent element of odd index <italic>s.</italic> For any homogeneous <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>R<sub>1</sub>:</italic></p>
<disp-formula id="math55"><mml:math id="math_55" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>so <inline-formula id="inline288"><mml:math id="inline_288" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Let us see that <inline-formula id="inline289"><mml:math id="inline_289" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, so there exists <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> such that</p>
<disp-formula id="math56"><mml:math id="math_56" display='block'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_56"/>because <italic>R</italic> is semiprime and free of <inline-formula id="inline290"><mml:math id="inline_290" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion. We have shown that <italic>a</italic> is ad-nilpotent of index <italic>n</italic> = 2<italic>s</italic> &#x2212; 1.</p>
<p>In the following theorem we describe the homogeneous ad-nilpotent elements of <italic>R</italic>, depending on the equivalence class of their indexes of ad-nilpotence modulo 4.</p>
<p><bold>Theorem 3.1.2.</bold> <italic>Let us consider a prime associative superalgebra R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x2A01; <italic>R<sub>1</sub>, let <italic>R&#x0302;</italic> denote the central closure of <italic>R</italic>, and let a &#x03F5; R</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub> <italic>be a homogeneous ad-nilpotent element of index <italic>n</italic>. If R is free of</italic> <inline-formula id="inline291"><mml:math id="inline_291" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> -torsion and free of <italic>s</italic>-torsion, for <inline-formula id="inline292"><mml:math id="inline_292" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>then:</italic></p>
<list list-type="order">
<list-item><p><italic>If a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub>, <italic>n is odd and exists &#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> <italic>such that a &#x2212; &#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>R&#x0302; is nilpotent of index</italic> <inline-formula id="inline293"><mml:math id="inline_293" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item><p><italic>If a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>1</sub>, <italic>then</italic></p>
<list list-type="lower-alpha">
<list-item><p><italic>if n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1 <italic>and R is free of</italic> <inline-formula id="inline294"><mml:math id="inline_294" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>-torsion, then a is nilpotent of index</italic> <inline-formula id="inline295"><mml:math id="inline_295" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item><p><italic>if n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2 <italic>then there is &#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> <italic>such that (a</italic><sup>2</sup> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic>) &#x03F5; <italic>R&#x0302; is nilpotent of index</italic> <inline-formula id="inline296"><mml:math id="inline_296" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item><p><italic>the cases n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 <italic>and n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 <italic>do not occur.</italic></p></list-item>
</list></list-item>
</list>
<p><italic>Proof.</italic> We will suppose without loss of generality that <italic>R</italic> is centrally closed.</p>
<p>(1) Let <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> be an ad-nilpotent element of index <italic>n</italic>. By Lemma 1.1.6, <italic>R</italic> is semiprime as an algebra. Moreover, the element <italic>a</italic> is a pure ad-nilpotent element of <italic>R</italic> because every graded ideal of <italic>R</italic> is essential (see 2.1.2). Therefore, we can use Theorem 2.2.4 to obtain that <italic>n</italic> is odd and there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) such that <italic>a &#x2212; &#x03BB;</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline297"><mml:math id="inline_297" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>. Moreover, <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub>, <italic>R</italic> is prime and has no <inline-formula id="inline298"><mml:math id="inline_298" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>-torsion, so <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> by Lemma 1.2.5.</p>
<p><target target-type="page" id="pges_57"/>(2) Let <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>1</sub> be an ad-nilpotent element of index <italic>n</italic>. Let us split our argument in two cases:</p>
<p>(2<italic>a</italic>) If <italic>n</italic> is odd, <italic>n = 2<italic>s</italic> &#x2212;</italic> 1 for some <italic>s.</italic> Then <inline-formula id="inline299"><mml:math id="inline_299" display='inline'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#xA0;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>S</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> is ad-nilpotent of index <italic>s</italic> (notice that <inline-formula id="inline300"><mml:math id="inline_300" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#xA0;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Therefore, by (1), <italic>s</italic> is odd (equivalently, <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1) and there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> such that <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline301"><mml:math id="inline_301" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>. Let us see prove that <italic>&#x03BB;</italic> = 0: Let us denote <inline-formula id="inline302"><mml:math id="inline_302" display='inline'><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup></mml:math></inline-formula>. Then, for every <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub>,</p>
<disp-formula id="math57"><mml:math id="math_57" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Since <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline303"><mml:math id="inline_303" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion, we get that</p>
<disp-formula id="math58"><mml:math id="math_58" display='block'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for every</mml:mtext><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Take any <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub>. Multiplying this last equality by <italic>a</italic> on the left and taking into account that <italic>ab</italic> = <italic>ba</italic> we have <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>bxb</italic> = <italic>a</italic>(<italic>abxb</italic>) = <italic>a</italic>(<italic>bxba</italic>) = <italic>abxab;</italic> but <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>bxb</italic> = <italic>ab</italic>(<italic>ax</italic>)<italic>b</italic> = &#x2212;<italic>b</italic>(<italic>ax</italic>)<italic>ba</italic> = <italic>&#x2212;abxab</italic> because <italic>ax</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>1</sub>. Then <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>bR</italic><sub>0</sub><italic>b</italic> = <italic>abR</italic><sub>0</sub><italic>ab</italic> = 0. Similarly, for any <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>1</sub> we have that <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>bxb</italic> = <italic>a</italic>(<italic>abxb</italic>) = &#x2212;<italic>a</italic>(<italic>bxab</italic>), and we also have that <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>bxb</italic> = <italic>ab</italic>(<italic>ax</italic>)<italic>b</italic> = <italic>b</italic>(<italic>ax</italic>)<italic>ba</italic> = <italic>abxab</italic> because <italic>ax</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub>. Then <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>bR</italic><sub>1</sub><italic>b</italic> = <italic>abR</italic><sub>1</sub><italic>ab</italic> = 0. We have obtained</p>
<p><italic>a</italic><sup>2</sup><italic>bRb</italic> = <italic>abRab</italic> = 0.</p>
<p><target target-type="page" id="pges_58"/>From the definition of <italic>b</italic> we have that (<italic>a</italic><sup>2</sup> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic>)<italic>b</italic> = 0, i.e., <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>b</italic> = <italic>&#x03BB;</italic><italic>b</italic>, so 0 = <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>bRb</italic> = <italic>&#x03BB;</italic><italic>bRb</italic>. If <italic>&#x03BB;</italic> &#x2260; 0, we would have that <italic>bRb</italic> = 0 (notice that <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> and <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> is a field (Lemma 1.2.6)), leading to a contradiction with the semiprimeness of <italic>R</italic> and <italic>b</italic> &#x2260; 0.</p>
<p>Thus <italic>&#x03BB;</italic> = 0, so 0 &#x2260; <italic>b</italic> = <italic>a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup>, <italic>ab</italic> = <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup> and 0 = <italic>abRab</italic> = <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>Ra</italic><sup><italic>s</italic></sup> implies <italic>a</italic><italic><sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0 by semiprimeness of <italic>R</italic>.</p>
<p>(2<italic>b</italic>) If <italic>n</italic> is even, then <italic>n = 2<italic>s</italic></italic> for some <italic>s</italic>, so <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> is ad-nilpotent of index <italic>s</italic> <inline-formula id="inline304"><mml:math id="inline_304" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Then by (1) we obtain that <italic>s</italic> is odd (equivalently, <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2) and there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> such that <inline-formula id="inline305"><mml:math id="inline_305" display='inline'><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>Notice that the cases <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 and <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 do not occur.</p>
</sec>
<sec id="c3-s2">
<label><bold>3.2.</bold></label>
<title><bold>Ad-nilpotent elements of <italic>K</italic></bold></title>
<p>As in the non-super setting, the associative local superalgebra at the ad-nilpotent element give us extra information about the structure. In non-super setting for example we get that the GPI <italic>a</italic><sup><italic>t</italic></sup><italic>xa</italic><sup><italic>t</italic></sup><italic>ya</italic><sup><italic>t</italic></sup> = <italic>a</italic><sup><italic>t</italic></sup><italic>ya</italic><sup><italic>t</italic></sup><italic>xa</italic><sup><italic>t</italic></sup> holds for an ad-nilpotent element <italic>a</italic> of index <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 of <italic>K</italic> for every <italic>x, y</italic> &#x03F5; <italic>K</italic>.</p>
<p><bold>3.2.1.</bold> Let <italic>R</italic> be an associative superalgebra over &#x03A6; and take an element <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>R</italic><sub>1</sub>. Then <italic>R</italic><sub><italic>a</italic></sub> := <italic>aRa</italic> with (<italic>aRa</italic>)<sub><italic>i</italic></sub> := <italic>aR</italic><sub><italic>i</italic>+|<italic>a</italic>|</sub><italic>a</italic>, <italic>i</italic> &#x03F5; {0, 1}, is a &#x2124;<sub>2</sub>-graded &#x03A6;-module. Moreover, the product (<italic>axa</italic>)(<italic>aya</italic>) := <italic>axaya</italic> for any <italic>x,y</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> induces an associative superalgebra structure in <italic>R</italic><sub><italic>a</italic></sub>, which is called the local superalgebra of <italic>R</italic> at <italic>a</italic>. When <italic>R</italic> is an associative superalgebra with superinvolution *, the superinvolution induces a superinvolution &#x22C6; in <italic>R</italic><sub><italic>a</italic></sub> given by (<italic>axa</italic>)<bold>&#x22C6;</bold> := (&#x2212;1)<sup>|<italic>a</italic>|</sup><italic>ax</italic><sup>*</sup><italic>a</italic>, for every <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>R</italic>.</p>
<p>We start with a technical lemma, which is also interesting by itself. For example, it claims that every semiprime superalgebra with superinvolution and no nonzero skew even elements is a trivial superalgebra, i.e., the odd part is zero.</p>
<p><bold>Lemma 3.2.2.</bold> <italic>Let R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> &#x2A01; <italic>R</italic><sub>1</sub> <italic>be a semiprime associative superalgebra with superinvolution</italic> *.</p>
<list list-type="lower-roman">
<list-item><p><italic>If K</italic><sub>0</sub> = 0 <italic>then R</italic><sub>1</sub> = 0 <italic>and R</italic> = <italic>R</italic><sub>0</sub> = <italic>H</italic><sub>0</sub> <italic>is commutative.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>Let us consider h</italic><sub>0</sub> &#x03F5; <italic>H</italic><sub>0</sub><italic>. If h</italic><sub>0</sub><italic>K</italic><sub>0</sub><italic>h</italic><sub>0</sub> = 0 <italic>then h</italic><sub>0</sub><italic>R</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>0</sub> = 0 <italic>and h</italic><sub>0</sub><italic>Rh</italic><sub>0</sub> = <italic>h</italic><sub>0</sub><italic>R</italic><sub>0</sub><italic>h</italic><sub>0</sub> = <italic>h</italic><sub>0</sub><italic>H</italic><sub>0</sub><italic>h</italic><sub>0</sub> <italic>is commutative as the (trivial) local superalgebra of R at h</italic><sub>0</sub><italic>.</italic></p></list-item>
</list>
<p><target target-type="page" id="pges_59"/><italic>Proof.</italic> (i) Take any <italic>k</italic><sub>1</sub>, <italic>k&#x2032;</italic><sub>1</sub> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>1</sub> and <italic>h</italic><sub>1</sub>, <italic>h&#x2032;</italic><sub>1</sub>&#x03F5; <italic>H</italic><sub>1</sub>. Then, since <italic>R</italic><sub>0</sub> = <italic>H</italic><sub>0</sub>, we have that</p>
<p><italic>k</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>1</sub> = (<italic>k</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>1</sub>)* = <italic>h</italic><sub>1</sub><italic>k</italic><sub>1</sub>, <italic>k</italic><sub>1</sub><italic>k&#x2032;</italic><sub>1</sub> = (<italic>k</italic><sub>1</sub><italic>k&#x2032;</italic><sub>1</sub>)* = &#x2212;<italic>k&#x2032;</italic><sub>1</sub><italic>k</italic><sub>1</sub>, <italic>h</italic><sub>1</sub><italic>h&#x2032;</italic><sub>1</sub> = (<italic>h</italic><sub>1</sub><italic>h&#x2032;</italic><sub>1</sub>)* = &#x2212;<italic>h&#x2032;</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>1</sub>.</p>
<p>In particular, <inline-formula id="inline306"><mml:math id="inline_306" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>We claim that <italic>K</italic><sub>1</sub> = 0. Take any <italic>k</italic><sub>1</sub> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>1</sub>. Then for every <italic>h</italic><sub>0</sub> &#x03F5; <italic>H</italic><sub>0</sub>, <italic>k</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>0</sub><italic>k</italic><sub>1</sub> = (<italic>k</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>0</sub><italic>k</italic><sub>1</sub>)* = &#x2212;<italic>k</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>0</sub><italic>k</italic><sub>1</sub> implies <italic>k</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>0</sub><italic>k</italic><sub>1</sub> = 0, so <italic>k</italic><sub>1</sub><italic>H</italic><sub>0</sub><italic>k</italic><sub>1</sub> = 0; similarly, for every <italic>h</italic><sub>1</sub> &#x03F5; <italic>H</italic><sub>1</sub>, (<italic>k</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>1</sub>)<italic>k</italic><sub>1</sub> = <italic>h</italic><sub>1</sub><italic>k</italic><sup>2</sup><sub>1</sub> = 0, so <italic>k</italic><sub>1</sub><italic>H</italic><sub>1</sub><italic>k</italic><sub>1</sub> = 0, and, for every <italic>k&#x2032;</italic><sub>1</sub> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>1</sub>, (<italic>k</italic><sub>1</sub><italic>k&#x2032;</italic><sub>1</sub>)<italic>k</italic><sub>1</sub> = &#x2212;<italic>k&#x2032;</italic><sub>1</sub><italic>k</italic><sup>2</sup><sub>1</sub> = 0, so <italic>k</italic><sub>1</sub><italic>K</italic><sub>1</sub><italic>k</italic><sub>1</sub> = 0. We have shown that <italic>k</italic><sub>1</sub><italic>Rk</italic><sub>1</sub> = 0, so by semiprimeness of <italic>R</italic>, <italic>k</italic><sub>1</sub> = 0.</p>
<p>Let us show that <italic>H</italic><sub>1</sub> = 0. Take any <italic>h</italic><sub>1</sub> &#x03F5; <italic>H</italic><sub>1</sub>. For every <italic>h</italic><sub>0</sub> &#x03F5; <italic>H</italic><sub>0</sub>, since <italic>h</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>0</sub><italic>h</italic><sub>1</sub> = <italic>(<italic>h</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>0</sub></italic><italic>h</italic><sub>1</sub>)* = &#x2212;<italic>h</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>0</sub><italic>h</italic><sub>1</sub>, we have that <italic>h</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>0</sub><italic>h</italic><sub>1</sub> = 0, so <italic>h</italic><sub>1</sub><italic>H</italic><sub>0</sub><italic>h</italic><sub>1</sub> = 0. Similarly, for every <italic>h&#x2032;</italic><sub>1</sub> &#x03F5; <italic>H</italic><sub>1</sub>, <italic><italic>h</italic><sub>1</sub><italic>h&#x2032;</italic><sub>1</sub><italic>h</italic></italic><sub>1</sub> = &#x2212;<italic>h&#x2032;</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sup>2</sup><sub>1</sub> = 0, so <italic>h</italic><sub>1</sub><italic>H</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>1</sub> = 0, and, finally, for every <italic>k</italic><sub>1</sub> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>1</sub>, <italic>h</italic><sub>1</sub><italic>k</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>1</sub> = <italic>k</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sup>2</sup><sub>1</sub> = 0, so <italic>h</italic><sub>1</sub><italic>K</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>1</sub> = 0. We have shown that <italic>h</italic><sub>1</sub><italic>Rh</italic><sub>1</sub> = 0, so by semiprimeness of <italic>R</italic>, <italic>h</italic><sub>1</sub> = 0.</p>
<p>Therefore, <italic>R</italic><sub>1</sub> = <italic>H</italic><sub>1</sub> + <italic>K</italic><sub>1</sub> = 0.</p>
<p>Finally, <italic>H</italic><sub>0</sub> is commutative because for every <italic>h</italic><sub>0</sub>, <italic>h&#x2032;</italic><sub>0</sub> &#x03F5; <italic>H</italic><sub>0</sub>,</p>
<disp-formula id="math59"><mml:math id="math_59" display='block'><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<p>(ii) Take <italic>h</italic><sub>0</sub> &#x03F5; <italic>H</italic><sub>0</sub> and let us consider the local algebra <italic>R</italic><sub><italic>h</italic>0</sub> = <italic>h</italic><sub>0</sub><italic>Rh</italic><sub>0</sub> as defined in 3.2.1, which is an associative superalgebra with induced superinvolution (<italic>h</italic><sub>0</sub><italic>xh</italic><sub>0</sub>)&#x22C6; := <italic>h</italic><sub>0</sub><italic>x*h</italic><sub>0</sub>, for every <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>R</italic>. Clearly Skew(<italic>h</italic><sub>0</sub><italic>Rh</italic><sub>0</sub>, &#x22C6;) = <italic>h</italic><sub>0</sub><italic>Kh</italic><sub>0</sub> and Sym(<italic>h</italic><sub>0</sub><italic>Rh</italic><sub>0</sub>, &#x22C6;) = <italic>h</italic><sub>0</sub><italic>Hh</italic><sub>0</sub><italic>.</italic> If we suppose that <italic>h</italic><sub>0</sub><italic>K</italic><sub>0</sub><italic>h</italic><sub>0</sub> = 0 then Skew(<italic>h</italic><sub>0</sub><italic>Rh</italic><sub>0</sub>, &#x22C6;)<sub>0</sub> = 0 and by (i) we have</p>
<p>(<italic>R</italic><sub>h0</sub>)<sub>1</sub> = <italic>h</italic><sub>0</sub><italic>R</italic><sub>1</sub><italic>h</italic><sub>0</sub> = 0 and <italic>R</italic><sub>h0</sub> = <italic>h</italic><sub>0</sub><italic>Rh</italic><sub>0</sub> = (<italic>R</italic><sub><italic>h0</italic></sub>)<sub>0</sub> = <italic>h</italic><sub>0</sub><italic>R</italic><sub>0</sub><italic>h</italic><sub>0</sub> = <italic>h</italic><sub>0</sub><italic>H</italic><sub>0</sub><italic>h</italic><sub>0</sub>.</p>
<p><bold>Proposition 3.2.3.</bold> <italic>Let R be a prime associative superalgebra with superinvolution</italic> * <italic>and let a &#x03F5; K be a homogeneous ad-nilpotent element of K of index n &#x003E;</italic> 2. <italic>Suppose that R is free of</italic> <inline-formula id="inline307"><mml:math id="inline_307" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula><italic>-torsion and free of <italic>s</italic>-torsion, for</italic> <inline-formula id="inline308"><mml:math id="inline_308" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <italic>If</italic> Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) &#x2260; 0 <italic>then a is ad-nilpotent of R of index <italic>n</italic>. Otherwise, a is nilpotent.</italic></p>
<p><italic>Proof.</italic> If there exists a homogeneous 0 &#x2260; <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) then <italic>&#x03BB;</italic><sup>2</sup> is invertible in the field <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub>, and <italic>R</italic> = <italic>K</italic> + <italic>&#x03BB;</italic><sup>2</sup><italic>H</italic> &#x2286; <italic>K</italic> + <italic>&#x03BB;</italic><italic>K</italic> so <inline-formula id="inline309"><mml:math id="inline_309" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Suppose from now <target target-type="page" id="pges_60"/>on that Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) = 0. We split our proof in two cases, depending on the parity of <italic>a</italic>:</p>
<p>(I) Suppose that <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>0</sub>. Let us see that <italic>a</italic> is nilpotent. Every <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> can be expressed as <italic>x</italic> = <italic>x</italic><sub><italic>h</italic></sub> + <italic>x</italic><sub><italic>k</italic></sub>, so for every <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>R</italic></p>
<disp-formula id="math60"><mml:math id="math_60" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>because <italic>ax</italic><sub><italic>h</italic></sub> + <italic>x</italic><sub><italic>h</italic></sub><italic>a</italic> &#x03F5; <italic>K</italic> and <inline-formula id="inline310"><mml:math id="inline_310" display='inline'><mml:mi>a</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> for every <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>R</italic> and any <italic>i</italic> &#x03F5; &#x2115;.</p>
<p>Expanding this expression</p>
<disp-formula id="math61"><mml:math id="math_61" display='block'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Since <italic>R</italic> is semiprime as an algebra, by Lemma 2.0.3, <italic>a</italic> is an algebraic element of <italic>R</italic> over <italic>C</italic>(<italic>R</italic>).</p>
<p>(I.a) Let us suppose that <italic>R</italic> is prime as an algebra. The calculations of (1.b) in the proof of Proposition 2.3.5 [<xref ref-type="bibr" rid="CIT12">12</xref>, Proposition 5.5] show that <italic>a</italic> is nilpotent.</p>
<p>(I.b) If <italic>R</italic> is prime as a superalgebra but not prime as an algebra, <italic>R</italic><sub>0</sub> is prime by 1.1.7, <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> &#x2245; <italic>C</italic>(<italic>R</italic><sub>0</sub>) by 1.2.4, the superinvolution * restricted to <italic>R</italic><sub>0</sub> is an involution and Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic><sub>0</sub>), *) = 0 because we are assuming that Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) = 0. The element <italic>a</italic> is a pure ad-nilpotent element of <italic>K</italic><sub>0</sub> because <italic>C</italic>(<italic>R</italic><sub>0</sub>) is a field, so we can apply Proposition 2.3.5(2) to the prime associative algebra <italic>R</italic><sub>0</sub> to obtain that <italic>a</italic> is nilpotent.</p>
<p>(II) If <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>1</sub>, consider <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>0</sub> and by (I), <italic>a</italic><sup>2</sup> is nilpotent, i.e., <italic>a</italic> is nilpotent.</p>
<p>In the following two theorems we will describe the homogeneous ad-nilpotent elements of <italic>K</italic>. Our goal is to relate the index of ad-nilpotence of a homogeneous element of <italic>K</italic> with its index of ad-nilpotence in <italic>R</italic> (and in <italic>R</italic><sub>0</sub> and in <italic>K</italic><sub>0</sub> when the element is even). Moreover, when these indexes in <italic>K</italic> and in <italic>R</italic> do not coincide, we will show that the element is nilpotent of an explicit index.</p>
<p>We begin with the description of even ad-nilpotent elements of <italic>K</italic>.</p>
<p><bold>Theorem 3.2.4.</bold> <italic>Let R be a prime associative superalgebra of characteristic p &#x003E; n with superinvolution *, let <italic>R&#x0302;</italic> be its central closure, let a &#x03F5; K</italic><sub>0</sub> := Skew(<italic>R</italic>, *)<sub>0</sub> <italic>be an ad-nilpotent element of K of index n &#x003E;</italic> 1 <italic>and let</italic> <inline-formula id="inline311"><mml:math id="inline_311" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><target target-type="page" id="pges_61"/><italic>Then</italic></p>
<list list-type="order">
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 <italic>then a is nilpotent of index s</italic> + 1, <italic>ad-nilpotent of R and of R</italic><sub>0</sub> <italic>of index n</italic> + 1 <italic>and satisfies a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>Ka</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0. <italic>Moreover, the index of ad-nilpotence of a in K</italic><sub>0</sub> <italic>can be n</italic> &#x2212; 1 <italic>or n.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1 <italic>then there exists &#x03BB;</italic> &#x03F5; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *)<sub>0</sub> <italic>such that a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>R&#x0302; is nilpotent of index s and a is ad-nilpotent of <italic>R</italic>, of R</italic><sub>0</sub> <italic>and of K</italic><sub>0</sub> <italic>of index <italic>n</italic>.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>The case n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2 <italic>is not possible.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 <italic>then either:</italic></p>
<list list-type="simple">
<list-item><p><italic>(4.1) a is nilpotent of index s</italic> + 1, <italic>ad-nilpotent of K</italic><sub>0</sub> <italic>of index n, ad-nilpotent of R and of R</italic><sub>0</sub> <italic>of index n</italic> + 2 <italic>and satisfies a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>ka</italic><sup>s&#x2212;1</sup> &#x2212; <italic>a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup><italic>ka</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0 <italic>for every k</italic> &#x03F5; <italic>K. In particular R satisfies <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup>Ka<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0, <italic>or</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>(4.2) there exists &#x03BB;</italic> &#x03F5; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *)<sub>0</sub> <italic>such that a &#x2212; &#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>R&#x0302; is nilpotent of index s and a is ad-nilpotent of <italic>R</italic>, of R</italic><sub>0</sub> <italic>and of K</italic><sub>0</sub> <italic>of index <italic>n</italic>.</italic></p></list-item>
</list></list-item>
</list>
<p><italic>Proof.</italic> Suppose without loss of generality that <italic>R</italic> is centrally closed. Let <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>0</sub> be an ad-nilpotent element of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic>.</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>If Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) &#x2260; 0, by Proposition 3.2.3, <italic>a</italic> is ad-nilpotent of index <italic>n</italic> of <italic>R</italic> and by Theorem 3.1.2 <italic>n</italic> has to be odd (n &#x2261;<sub>4</sub> 1 or <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3) and there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> such that <italic>a</italic> &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent of index <italic>s</italic>, so <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> and of <italic>R</italic><sub>0</sub> of the same index <italic>n</italic> = 2<italic>s</italic> &#x2212; 1, see Proposition 3.1.1(1). Moreover, <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *)<sub>0</sub> by Lemma 1.3.4 and since Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *)<sub>0</sub> &#x2282; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic><sub>0</sub>), *), the index of ad-nilpotence of <italic>a &#x2212; &#x03BB;</italic> in <italic>K</italic><sub>0</sub> is again <italic>n</italic> = 2<italic>s</italic> &#x2212; 1 (notice that, by Lemma 1.3.4, <italic>&#x03BB;</italic> is the unique element of <italic>C</italic>(<italic>R</italic><sub>0</sub>) such that <italic>a &#x2212; &#x03BB;</italic> is nilpotent). These are the cases (2) and (4.1).</p></list-item>
<list-item><p>If Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) = 0, by Proposition 3.2.3, <italic>a</italic> is nilpotent. We are going to approach this case considering the index of ad-nilpotence of <italic>a</italic> in <italic>K</italic><sub>0</sub> and comparing it with its index of ad-nilpotence in <italic>K</italic> and in <italic>R</italic>. Let us suppose that <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>K</italic><sub>0</sub> of index <italic>m</italic> &#x2264; <italic>n</italic> and let <inline-formula id="inline312"><mml:math id="inline_312" display='inline'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Since <italic>R</italic><sub>0</sub> is a semiprime algebra and the superinvolution * restricted to <italic>R</italic><sub>0</sub> is an involution, by Proposition 2.3.3 we have four possibilities:</p></list-item>
</list>
<list list-type="bullet">
<list-item><p><italic>m</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 then <italic>a</italic> is nilpotent of index <italic>r</italic> + 1 and <italic>a<sup><italic>r</italic></sup></italic><italic>K</italic><sub>0</sub><italic>a<sup><italic>r</italic></sup></italic> = 0, which, by Lemma 3.2.2(ii), implies that <italic>a</italic><sup><italic>r</italic></sup><italic>R</italic><sub>1</sub><italic>a</italic><sup><italic>r</italic></sup> = 0, so <italic>a</italic> is also ad-nilpotent of index <italic>m</italic> of <italic>K</italic>, i.e., <italic>m</italic> = <italic>n</italic> and <italic>a</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline313"><mml:math id="inline_313" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>with</mml:mtext><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Now, since <italic>s</italic> + 1 is the index of nilpotence of <italic>a</italic>, by Proposition 3.1.1(1) <italic>a</italic> is ad-nilpotent of index <italic>n</italic> + 1 of <italic>R</italic> and of <italic>R</italic><sub>0</sub>. This is the case (1) (<italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0) with the index of ad-nilpotence of <italic>a</italic> in <italic>K</italic><sub>0</sub> equal to the index of ad-nilpotence of <italic>a</italic> in <italic>K</italic>.</p></list-item>
<list-item><p><target target-type="page" id="pges_62"/><italic>m</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1 then <italic>a</italic> is nilpotent of index <italic>r.</italic> This implies, by Proposition 3.1.1(1), that <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> and of <italic>R</italic><sub>0</sub> of index <italic>m</italic>. So <italic>n</italic> has to be equal to <italic>m</italic> and therefore the index of nilpotence of <italic>a</italic> is <inline-formula id="inline314"><mml:math id="inline_314" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula>. This is the case (2), i.e., <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1.</p></list-item>
<list-item><p><italic>m</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2 does not occur.</p></list-item>
<list-item><p><italic>m</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 then there exists an idempotent &#x03F5; &#x03F5; <italic>C</italic>(<italic>R</italic><sub>0</sub>) such that &#x03F5;<italic>a</italic><italic><sup><italic>r</italic></sup></italic> = <italic>a<sup><italic>r</italic></sup></italic> and <italic>a</italic> decomposes as <italic>a</italic> = <italic>&#x03F5;a</italic> + (1 &#x2212; <italic>&#x03F5;</italic>)<italic>a</italic> (although the elements <italic>&#x03F5;a</italic> and (1 &#x2212; <italic>&#x03F5;</italic>)<italic>a</italic> do not belong to <italic>R</italic> but in central closure of <italic>R</italic><sub>0</sub>, this decomposition will be useful for our purposes):</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>If <italic>&#x03F5;a</italic> = 0 then <italic>a</italic> = (1 &#x2212; <italic>&#x03F5;</italic>)<italic>a</italic> is nilpotent of index <italic>r</italic>. By Proposition 3.1.1(1), this implies that <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> and of <italic>R</italic><sub>0</sub> of index <italic>m</italic>, so <italic>n</italic> = <italic>m</italic> and the index of nilpotence of <italic>a</italic> is <inline-formula id="inline315"><mml:math id="inline_315" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula>. This is the case (4.2), i.e., <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3.</p></list-item>
<list-item><p>If <italic>&#x03F5;a</italic> &#x2260; 0 then <italic>a</italic> is nilpotent of index <italic>r</italic>+1 and <italic>a</italic><sup><italic>r</italic></sup><italic>k</italic><sub>0</sub><italic>a<sup><italic>r</italic></sup></italic><sup>&#x2212;1</sup><italic>&#x2212;a<sup><italic>r</italic></sup></italic><sup>&#x2212;1</sup><italic>k</italic><sub>0</sub><italic>a<sup><italic>r</italic></sup></italic> = (<italic>&#x03F5;a</italic>)<sup><italic>r</italic></sup><italic>k</italic><sub>0</sub>(<italic>&#x03F5;a</italic>)<sup><italic>r</italic>&#x2212;1</sup> &#x2212; (<italic>&#x03F5;a</italic>)<sup><italic>r</italic>&#x2212;1</sup><italic>k</italic><sub>0</sub>(<italic>&#x03F5;a</italic>)<sup><italic>r</italic></sup> = 0 for every <italic>k</italic><sub>0</sub> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>0</sub><italic>.</italic> Since <italic>a</italic><sup><italic>r</italic>+1</sup> = 0, <italic>a</italic><sup><italic>r</italic></sup><italic>K</italic><sub>0</sub><italic>a<sup><italic>r</italic></sup></italic> = 0 and, by Lemma 3.2.2(ii), <italic>a</italic><sup><italic>r</italic></sup><italic>R</italic><sub>1</sub><italic>a<sup><italic>r</italic></sup></italic> = 0, so <italic>a</italic><sup><italic>r</italic></sup><italic>Ka</italic><sup><italic>r</italic></sup> = 0 and therefore <inline-formula id="inline316"><mml:math id="inline_316" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. There are two possibilities:</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p><bold>&#x2013;</bold> Either <italic>a</italic><sup><italic>r</italic></sup><italic>ka</italic><sup><italic>r</italic>&#x2212;1</sup> <italic>&#x2212; a</italic><sup><italic>r</italic>&#x2212;1</sup><italic>ka<sup><italic>r</italic></sup></italic> = 0 for every homogeneous <italic>k</italic> &#x03F5; <italic>K</italic> and therefore <italic>a</italic> is ad-nilpotent of index <italic>m</italic> of <italic>K</italic>. Then <inline-formula id="inline317"><mml:math id="inline_317" display='inline'><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula>, so <italic>a<sup><italic>s</italic></sup></italic><italic>ka</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> <italic>&#x2212; a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup><italic>ka<sup><italic>s</italic></sup></italic> = 0 and <italic>a</italic> is nilpotent of index <italic>s</italic>+1 which, by Proposition 3.1.1(1), implies that <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> and of <italic>R</italic><sub>0</sub> of index <italic>n</italic> + 2 and fits with the case (4.1), i.e., <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3,</p></list-item>
<list-item><p><bold>&#x2013;</bold> or there exists <italic>k</italic> &#x03F5; <italic>K</italic> such that <italic>a</italic><sup><italic>r</italic></sup><italic>ka</italic><sup><italic>r</italic>&#x2212;1</sup> &#x2212; <italic>a</italic><sup><italic>r</italic>&#x2212;1</sup><italic>ka</italic><sup><italic>r</italic></sup> &#x2260; 0, so <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index <italic>m</italic> + 1. Hence <inline-formula id="inline318"><mml:math id="inline_318" display='inline'><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <italic>a</italic> is nilpotent of index <italic>s</italic> + 1. Therefore, by Proposition 3.1.1(1), <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> and of <italic>R</italic><sub>0</sub> of index <italic>n</italic> + 1. This is again case (1) with the index of ad-nilpotence of <italic>a</italic> in <italic>K</italic><sub>0</sub> equal to <italic>n</italic> &#x2212; 1 and <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0.</p></list-item>
</list></list-item>
</list></list-item>
</list>
<p>In the following theorem we describe the odd ad-nilpotent elements of <italic>K</italic>. We will first distinguish whether <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) has skew-symmetric elements, in which case <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of the same index, or Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) = 0, which implies by Proposition 3.2.3 that <italic>a</italic> is nilpotent. In this second case, we will consider <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x220A; <italic>K</italic><sub>0</sub> and use Theorem 3.2.4 applied to <italic>a</italic><sup>2</sup> to obtain the description of <italic>a</italic>.</p>
<p><bold>Theorem 3.2.5.</bold> <italic>Let R be a prime associative superalgebra of characteristic p</italic> &#x003E; <italic>n with superinvolution *, let <italic>R&#x0302;</italic> be its central closure, let a</italic> &#x220A; <italic>K<sub>1</sub></italic> := Skew(<italic>R</italic>, *)1 <italic>be an ad-nilpotent element of K of index n &#x003E;</italic> 1 <italic>and let</italic> <inline-formula id="inline319"><mml:math id="inline_319" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<list list-type="order">
<list-item><p><target target-type="page" id="pges_63"/><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 0 <italic>then a is nilpotent of index s</italic> + 1, <italic>ad-nilpotent of R of index n</italic> + 1 and <italic>a</italic><sup>s</sup>Ka<sup>s</sup> = 0 <italic>(so a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>Ra</italic><sup><italic>s</italic></sup> <italic>is a commutative trivial local superalgebra).</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 1 <italic>then a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> &#x220A; <italic>H</italic><sub>0</sub>, <italic>and a is nilpotent of index s and ad-nilpotent of R of index <italic>n</italic>.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 2 <italic>then there exists &#x03BB;</italic> &#x220A; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *)<sub>0</sub> <italic>such that a</italic><sup>2</sup> <italic>&#x2014; &#x03BB;</italic> &#x220A; <italic>R&#x0302; is nilpotent of index</italic> <inline-formula id="inline320"><mml:math id="inline_320" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> <italic>and a is ad-nilpotent of R of index <italic>n</italic>.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 5 <italic>then a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> e <italic>K</italic><sub>0</sub>, <italic>and a is nilpotent of index s and ad-nilpotent of R of index <italic>n</italic>.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 6 <italic>then there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x220A;</italic> Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *)<sub>0</sub> <italic>such that a</italic><sup>2</sup> &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic> &#x220A; <italic>R&#x0302; is nilpotent of index</italic> <inline-formula id="inline321"><mml:math id="inline_321" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> <italic>and a is ad-nilpotent of R of index <italic>n</italic>.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>If n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 7 <italic>then a is nilpotent of index s</italic> + 1, <italic>ad-nilpotent of R of index n</italic> + 2 <italic>and a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>ka</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> + (&#x2013;<italic>1)<sup>k</sup>a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup><italic>ka</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0 <italic>for every homogeneous k &#x220A; K (so a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>Ra</italic><sup><italic>s</italic></sup> <italic>is a commutative trivial local superalgebra).</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>The cases n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 3 <italic>and n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 4 <italic>do not occur.</italic></p></list-item>
</list>
<p><italic>Proof.</italic> Suppose without loss of generality that <italic>R</italic> is centrally closed.</p>
<p>Let <italic>a &#x220A; <italic>K</italic><sub>1</sub></italic> be an ad-nilpotent element of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic>. If Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) &#x2260; 0, by Proposition 3.2.3, <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>. By Theorem 3.1.2 <italic>n</italic> can be:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p><italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1 and therefore <italic>a</italic> is nilpotent of index <italic>s</italic> (cases (2) and (4)), or</p></list-item>
<list-item><p><italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2 and therefore there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x220A; Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub>, *) such that <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline322"><mml:math id="inline_322" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> (cases (3) and (5)).</p></list-item>
</list>
<p>Let us suppose that Skew(<italic>C</italic>(<italic>R</italic>), *) = 0. By Proposition 3.2.3, <italic>a</italic> is nilpotent. Then, since <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x220A; <italic>K</italic><sub>0</sub> and <inline-formula id="inline323"><mml:math id="inline_323" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <italic>a</italic><sup>2</sup> is an ad-nilpotent element of <italic>K</italic>. Let us denote by <italic>m</italic> the index of ad-nilpotence of <italic>a</italic><sup>2</sup> in <italic>K</italic> and let <inline-formula id="inline324"><mml:math id="inline_324" display='inline'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. By Theorem 3.2.4 applied to the element <italic>a</italic><sup>2</sup> we have:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>If <italic>m</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 and <inline-formula id="inline325"><mml:math id="inline_325" display='inline'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. We are going to show that <italic>a</italic><sup>2<italic>r</italic>+1</sup> = 0: let <italic>x</italic> be any homogeneous element in <italic>R</italic>, so <italic>ax</italic> + (&#x2013;1)<sup>|<italic>x</italic>|</sup><italic>x</italic>*<italic>a</italic> &#x220A; <italic>K</italic><sub>1+|<italic>x</italic>|</sub>,
<disp-formula id="math62"><mml:math id="math_62" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>m</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><target target-type="page" id="pges_64"/>Since <italic>R</italic> is semiprime and free of <inline-formula id="inline326"><mml:math id="inline_326" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion, <italic>a</italic><sup>2<italic>r</italic>+1</sup> = 0. Moreover, since <inline-formula id="inline327"><mml:math id="inline_327" display='inline'><mml:mi>a</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mo>&#xA0;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we have two possibilities:</p></list-item>
<list-item><p>If <inline-formula id="inline328"><mml:math id="inline_328" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, then <italic>a</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> = 2<italic>m</italic>. In this case n &#x2261;<sub>8</sub> 0 and for <inline-formula id="inline329"><mml:math id="inline_329" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> we have that <italic>a</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0, <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup> &#x2260; 0 and <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>Ka</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0. Moreover, by Proposition 3.1.1, <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> + 1, case (1).</p></list-item>
<list-item><p>If <inline-formula id="inline330"><mml:math id="inline_330" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, then <italic>a</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> = 2<italic>m</italic> &#x2013; 1. So in this case we have got <italic>n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 7 and for <inline-formula id="inline331"><mml:math id="inline_331" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> we have that <italic>a</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0, <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup> &#x2260; 0. Moreover, for every homogeneous <italic>k &#x220A; K</italic>,
<disp-formula id="math63"><mml:math id="math_63" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>and since <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline332"><mml:math id="inline_332" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion we have that <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup><italic>ka</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> + (&#x2013;1)<sup>|<italic>k</italic>|</sup><italic>a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup><italic>ka</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0. In addition, by Proposition 3.1.1, a is ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> + 2, case (6).</p></list-item>
<list-item><p>If m &#x2261;<sub>4</sub> 1 and <inline-formula id="inline333"><mml:math id="inline_333" display='inline'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> we have that (<italic>a</italic><sup>2</sup>)<sup><italic>r</italic></sup> = 0, (<italic>a</italic><sup>2</sup>)<sup><italic>r</italic>&#x2013;1</sup> &#x2260; 0 and <inline-formula id="inline334"><mml:math id="inline_334" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Since <inline-formula id="inline335"><mml:math id="inline_335" display='inline'><mml:mi>a</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we have two possibilities:</p></list-item>
<list-item><p><target target-type="page" id="pges_65"/>If <inline-formula id="inline336"><mml:math id="inline_336" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, then <italic>a</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> = 2<italic>m</italic> and there exists a homogeneous <italic>k</italic> in <italic>K</italic> such that:
<disp-formula id="math64"><mml:math id="math_64" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Therefore, since <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline337"><mml:math id="inline_337" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion, <italic>a</italic><sup>2<italic>r</italic>&#x2212;1</sup> &#x2260; 0. In this case <italic>n &#x2261;<sub>8</sub></italic> 2 and for <inline-formula id="inline338"><mml:math id="inline_338" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> we have that <italic>a</italic><sup><italic>s</italic>+1</sup> = 0, a<sup><italic>s</italic></sup> &#x2260; 0. By Proposition 3.1.1, <italic>a</italic> is ad-nilpotent of index <italic>n</italic>, case (3).</p></list-item>
<list-item><p>If <inline-formula id="inline339"><mml:math id="inline_339" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, then <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> = <italic>2m</italic> &#x2013; 1. Let <italic>x</italic> be any homogeneous element in <italic>R</italic> and let us consider <italic>ax</italic> + (&#x2013;1)<sup>|<italic>x</italic>|</sup><italic>x*a</italic> &#x220A; <italic>K</italic><sub>1+</sub>|<sub><italic>x</italic></sub>|:
<disp-formula id="math65"><mml:math id="math_65" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>and
<disp-formula id="math66"><mml:math id="math_66" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><target target-type="page" id="pges_66"/>Therefore, since <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline340"><mml:math id="inline_340" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion, <italic>a</italic><sup>2<italic>r</italic>&#x2212;1</sup><italic>Ra</italic><sup>2<italic>r</italic>&#x2212;1</sup> = 0, and by semiprimeness of <italic>R</italic>, <italic>a</italic>2<italic>r</italic>&#x2212;1 = 0 and <italic>a</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> = 2<italic>m</italic> &#x2013; 1. So <italic>n &#x2261;<sub>8</sub></italic> 1 and for <inline-formula id="inline341"><mml:math id="inline_341" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> we have that <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0, a<bold>s</bold><sup>&#x2212;1</sup> &#x2260; 0. By Proposition 3.1.1, <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>, case (2).</p></list-item>
<list-item><p><italic>m</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2 is not possible.</p></list-item>
<list-item><p>If <italic>m</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 and <inline-formula id="inline342"><mml:math id="inline_342" display='inline'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, let us first see that (<italic>a</italic><sup>2</sup>)<sup><italic>r</italic></sup> = 0. Suppose otherwise that (<italic>a</italic><sup>2</sup>)<sup><italic>r</italic></sup> &#x2260; 0. Then (<italic>a</italic><sup>2</sup>)<sup><italic>r</italic>+1</sup> = 0 and <italic>a</italic><sup>2<italic>r</italic></sup>ka<sup>2<italic>r</italic>&#x2212;2</sup> <italic>&#x2013; a</italic><sup>2<italic>r</italic>&#x2212;2</sup> <italic>ka</italic><sup>2<italic>r</italic></sup> = 0 for every <italic>k</italic> &#x220A; <italic>K</italic>. Let <italic>x</italic> be any homogeneous element in <italic>R</italic> and let us consider <italic>ax</italic> + (&#x2013;1)<sup>|<italic>x</italic>|</sup><italic>x</italic><sup>*</sup><italic>a</italic> &#x220A; <italic>K</italic><sub>1+</sub>|<sub><italic>x</italic></sub>|:
<disp-formula id="math67"><mml:math id="math_67" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>m</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><target target-type="page" id="pges_67"/>and therefore, since <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline343"><mml:math id="inline_343" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion and semiprime, <italic>a</italic><sup>2<italic>r</italic>+1</sup> = 0. Then for every homogeneous <italic>x</italic> &#x220A; <italic>R</italic>
<disp-formula id="math68"><mml:math id="math_68" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>m</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>and therefore, since <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline344"><mml:math id="inline_344" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion and semiprime, <italic>a</italic><sup>2<italic>r</italic></sup> = 0, a contradiction. Thus (<italic>a</italic><sup>2</sup>)<sup><italic>r</italic>&#x2212;1</sup> = 0, (<italic>a</italic><sup>2</sup>)<sup><italic>r</italic>&#x2212;1</sup> &#x2260; 0 and <inline-formula id="inline345"><mml:math id="inline_345" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>m</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>If <inline-formula id="inline346"><mml:math id="inline_346" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, then <italic>a</italic> is ad-nilpotentof <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> = 2<italic>m</italic> and there exists <italic>k &#x220A; K</italic> homogeneous such that
<disp-formula id="math69"><mml:math id="math_69" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Therefore, since <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline347"><mml:math id="inline_347" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion, <italic>a</italic><sup>2<italic>r</italic>&#x2212;1</sup> &#x2260; 0 so <italic>a</italic> is nilpotent of index 2<italic>r</italic>. So <italic>n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 6 and with <inline-formula id="inline348"><mml:math id="inline_348" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and by Proposition 3.1.1 <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>, case (5).</p></list-item>
<list-item><p>If <inline-formula id="inline349"><mml:math id="inline_349" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, then <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> = <italic>2m</italic> &#x2013; 1. Let <italic>x</italic> be any homogeneous element in <italic>R</italic> and let us consider <italic>ax</italic> + (&#x2013;1)<sup>|<italic>x</italic>|</sup><italic>x</italic>*<italic>a</italic> &#x220A; <italic>K</italic><sub>1+</sub>|<sub><italic>x</italic></sub>|:</p>
<p><target target-type="page" id="pges_68"/><mml:math id="M393" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></p>
<p>and
<disp-formula id="math70"><mml:math id="math_70" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Therefore, since <italic>R</italic> is free of <inline-formula id="inline350"><mml:math id="inline_350" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-torsion, <italic>a</italic><sup>2<italic>r</italic>&#x2212;1</sup>Ra<sup>2<italic>r</italic>&#x2212;1</sup> = 0, and by semiprimeness of <italic>R, a</italic><sup>2<italic>r</italic>&#x2212;1</sup> = 0. So in this case <italic>n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 5. For <inline-formula id="inline351"><mml:math id="inline_351" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> we have that <italic>a</italic><sup><italic>s</italic></sup> = 0, <italic>a</italic><sup><italic>s</italic>&#x2212;1</sup> &#x2260; 0 and, by Proposition 3.1.1, <italic>a</italic> is an ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>, case (4).</p></list-item>
</list>
</sec>
</body>
</book-part>
<book-part id="c4" book-part-type="chapter">
<book-part-meta>
<book-part-id book-part-id-type="publisher-id">URJC</book-part-id>
<title-group>
<label>CHAPTER 4</label>
<title><target target-type="page" id="pges_69"/>EXAMPLES OF AD-NILPOTENT ELEMENTS</title>
</title-group>
</book-part-meta>
<body>
<p>In this chapter we are going to construct examples of all types of ad-nilpotent elements appearing in Theorems 2.3.6 and 2.2.4 (non-super setting), and all types of ad-nilpotent homogeneous elements appearing in Theorem 3.1.2, and in Theorems 3.2.4 and 3.2.5. The examples of even ad-nilpotent elements of <italic>R</italic> and of <italic>K</italic> are based on the examples of ad-nilpotent elements in the non-super setting, see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT11">11</xref>]; here we have rewritten those examples to have one example for both non-super and super setting.</p>
<p><bold>4.0.1.</bold> Let &#x03A6; be a ring of scalars and let <italic>r, s</italic> be natural numbers. Following the notation of [<xref ref-type="bibr" rid="CIT46">46</xref>], the matrix algebra &#x2133;<sub><italic>r</italic>+<italic>s</italic></sub> (&#x03A6;) with</p>
<disp-formula id="math71"><mml:math id="math_71" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfenced open="{" close="}" separators="|"><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]" separators="|"><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>D</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A6;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A6;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mtext>&#xA0;and&#xA0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfenced open="{" close="}" separators="|"><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]" separators="|"><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>C</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A6;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A6;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>becomes an &#x2124;<sub>2</sub>-graded associative algebra. It will be denoted &#x2133;(<italic>r</italic>|<italic>s</italic>) = &#x2133;(<italic>r</italic>|<italic>s</italic>)<sub>0</sub> + &#x2133;(<italic>r</italic>|<italic>s</italic>)<sub>1</sub>. We will use the notation <italic>&#x2133;(<italic>r</italic>)</italic> = &#x2133;(<italic>r</italic>|<italic>r</italic>).</p>
<p><bold>4.0.2.</bold> Let <italic>r</italic> and <italic>s</italic> be two natural numbers with odd <italic>r &#x003E;</italic> 1 and even <italic>s</italic>, let &#x1D53D; be a field with involution (a second-order automorphism) denoted by <italic>&#x03B1;&#x0304;</italic> for any <italic>&#x03B1; &#x03F5;</italic> &#x1D53D;, and let <italic>R</italic> be the superalgebra &#x2133;(<italic>r</italic>|<italic>s</italic>) over &#x1D53D;. Let <italic>{e<sub>i,j</sub></italic>} denote the matrix units, and define</p>
<disp-formula id="math72"><mml:math id="math_72" display='block'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:munderover><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;notice&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math73"><mml:math id="math_73" display='block'><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:munderover><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;notice&#xA0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>The map * : <italic>R</italic> &#x2192; <italic>R</italic> given by</p>
<disp-formula id="math74"><mml:math id="math_74" display='block'><mml:msup><mml:mfenced open="[" close="]" separators="|"><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>&#x2005;&#x2005;&#x2005;&#x2005;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>&#x2005;&#x2005;&#x2005;&#x2005;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced open="[" close="]" separators="|"><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x2005;&#x2005;&#x2005;&#x2005;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2005;&#x2005;&#x2005;&#x2005;</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mfenced open="[" close="]" separators="|"><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>C</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>D</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mfenced open="[" close="]" separators="|"><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x2005;&#x2005;&#x2005;&#x2005;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2005;&#x2005;&#x2005;&#x2005;</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:math></disp-formula>
<p>defines a superinvolution in <italic>R</italic>. In particular</p>
<disp-formula id="math75"><mml:math id="math_75" display='block'><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#xA0;for every&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math76"><mml:math id="math_76" display='block'><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#xA0;for every&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo><mml:mtext>&#xA0;and&#xA0;</mml:mtext></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math77"><mml:math id="math_77" display='block'><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#xA0;for every&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo><mml:mtext>&#xA0;and&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_70"/>Notice the superinvolution restricted to <italic>R<sub>0</sub></italic> is an involution &#x22C6; such that <italic>K<sub>0</sub></italic> = Skew(<italic>R</italic>, *)<sub>0</sub> = Skew(<italic>R</italic><sub>0</sub>,&#x22C6;).</p>
<p>The associative superalgebra <italic>R</italic> is a simple superalgebra with superinvolution, and its extended centroid <italic>C</italic>(<italic>R</italic>), which coincides with <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>), is isomorphic to &#x1D53D;. Moreover, the restriction of the superinvolution * to <italic>Z</italic>(<italic>R</italic>) is isomorphic to the involution &#x2013; of &#x1D53D;.</p>
<sec id="c4-s1">
<label><bold>4.1</bold></label>
<title><bold>Examples in the non-super setting and of even ad-nilpotent elements of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic> and of <italic>K</italic>.</bold></title>
<p>Let <italic>k</italic> be an even number( <italic>k</italic> &#x2265; 2), let <italic>r</italic> = <italic>3k</italic> + 3 and <italic>s</italic> = 2<italic>k</italic>, and let us consider the associative superalgebra <italic>R</italic> = &#x2133;(<italic>r</italic>|<italic>s</italic>) over &#x1D53D; with the superinvolution defined in 4.0.2. Let us denote by <italic>K</italic> the skew-symmetric elements of <italic>R</italic> with respect to *. Consider the following nilpotent matrices:</p>
<p><inline-formula id="inline352"><mml:math id="inline_352" display='inline'><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> (nilpotent of index <italic>k</italic> + 1)</p>
<p><inline-formula id="inline353"><mml:math id="inline_353" display='inline'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> (nilpotent of index <italic>k</italic>)</p>
<p><inline-formula id="inline354"><mml:math id="inline_354" display='inline'><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> (nilpotent of index <italic>k</italic>)</p>
<p>By Proposition 3.1.1(1), <italic>T</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> and of <italic>R</italic><sub>0</sub> of index 2<italic>k</italic> + 1, and <italic>S</italic> and <italic>U</italic> are ad-nilpotent elements of <italic>R</italic> and of <italic>R</italic><sub>0</sub> of index 2<italic>k</italic> &#x2212; 1.</p>
<p>Notice that <italic>T*</italic> = &#x2212;<italic>T</italic>, <italic>S*</italic> = &#x2212;<italic>S</italic> and <italic>U*</italic> = <italic> &#x2212;U</italic> so <italic>T,S,U &#x03F5; K</italic><sub>0</sub><italic>.</italic> Let us calculate their indexes of ad-nilpotence in <italic>K</italic>:</p>
<list list-type="lower-alpha">
<list-item><p>If Skew(&#x1D53D;, &#x2013;) &#x2260; 0, by Proposition 3.2.3 the index of ad-nilpotence of <italic>T</italic> in <italic>K</italic> coincides with its index of ad-nilpotence in <italic>R</italic>, i.e., 2<italic>k</italic> + 1.</p></list-item>
<list-item><p><target target-type="page" id="pges_71"/>If Skew(&#x1D53D;, &#x2013;) = 0, for any <italic>B</italic> = <italic>&#x03A3;</italic><sub><italic>i j</italic></sub> <italic>&#x03BB;<sub><italic>i,j</italic></sub><italic>e</italic><sub><italic>i,j</italic></sub></italic> &#x03F5; <italic>K</italic> we have that <italic>&#x03BB;</italic><sub>2<italic>k</italic>+2,<italic>k</italic>+2</sub> = 0 and <italic>&#x03BB;</italic><sub>2<italic>k</italic>+1,<italic>k</italic>+2</sub> = <italic>&#x03BB;</italic><sub>2<italic>k</italic>+2,<italic>k</italic>+3</sub>, so
<disp-formula id="math78"><mml:math id="math_78" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>B</mml:mi><mml:mfenced separators="|"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced open="" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mfenced><mml:mi>B</mml:mi><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Furthermore,
<disp-formula id="math79"><mml:math id="math_79" display='block'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>Thus <italic>T</italic> is ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index 2<italic>k</italic> &#x2212; 1.</p></list-item>
<list-item><p><italic>S</italic> is ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index <italic>2k &#x2212;</italic> 1: by its ad-nilpotence in <italic>R</italic>, we have <inline-formula id="inline355"><mml:math id="inline_355" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Moreover, 0 &#x2260; <italic>C</italic> = <italic>e</italic><sub><italic>k</italic>,1</sub> <italic>&#x2212; e<sub>*</sub></italic><sub><italic>k</italic>,1</sub> = <italic>e</italic><sub><italic>k</italic>,1</sub> + <italic>e</italic><sub><italic>r</italic>,<italic>r</italic>&#x2212;<italic>k</italic>+1</sub> &#x03F5; <italic>K</italic> and
<disp-formula id="math80"><mml:math id="math_80" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>so <italic>S</italic> is also ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index <italic>2k</italic> &#x2212; 1.</p></list-item>
<list-item><p><italic>U</italic> is ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index 2<italic>k</italic> &#x2212; 1: by its ad-nilpotence in <italic>R</italic>, we have <inline-formula id="inline356"><mml:math id="inline_356" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Moreover, <inline-formula id="inline357"><mml:math id="inline_357" display='inline'><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x220A;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x220A; <italic>K</italic> and
<disp-formula id="math81"><mml:math id="math_81" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list>
<p><target target-type="page" id="pges_72"/>Let us use these matrices <italic>T</italic>, <italic>S</italic> and <italic>U</italic> to get examples of any of models of ad- nilpotent elements in Theorems 2.3.6 and 2.2.4 from non-super setting and of even ad-nilpotent elements in Theorems 3.1.2 and 3.2.4. Here is important to point out in Theorems 3.1.2 and 3.2.4 we gave the index of ad-nilpotency of <italic>R</italic><sub>0</sub> and <italic>K</italic><sub>0</sub> as well, therefore if an even element is ad-nilpotent of <italic>R</italic> or <italic>K</italic> it will be always ad-nilpotent of the same index of <italic>R<sub>0</sub></italic> and <italic>K</italic><sub>0</sub> but in the case <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 and ad-nilpotent of <italic>K</italic> then could be of index <italic>n &#x2212;</italic> 1 of <italic>K</italic><sub>0</sub>. Thus, we will give examples of even homogeneous elements ad-nilpotent of <italic>R</italic> and <italic>K</italic> and will give examples for non-super setting ad-nilpotent of <italic>R</italic><sub>0</sub> and <italic>K</italic><sub>0</sub>.</p>
<p><bold>(i).</bold> Suppose Skew(&#x1D53D;, &#x2212;) &#x2260; 0. For any <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; Skew(&#x1D53D;, &#x2212;), the element <italic>T</italic> + <italic>&#x03BB;</italic>id is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>2k</italic> + 1, and by Proposition 3.2.3 its index in <italic>K</italic> is again <italic>n</italic> = <italic>2k</italic> + 1. This is an example that fits case (2) of Theorem 3.2.4 and of Theorem 2.3.6 (a skew element <italic>a</italic> in <italic>K</italic><sub>0</sub> with nilpotent (a &#x2212; <italic>&#x03BB;</italic>) of index <italic>k</italic> + 1 such that <italic>a</italic> is ad-nilpotent of index <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1 in <italic>K</italic>, <italic>K</italic><sub>0</sub> and the same index in R). It also provides an example of case (1) in Theorem 3.1.2 and of Theorem 2.2.4.</p>
<p><bold>(ii).</bold> Suppose Skew(&#x1D53D;, &#x2212;) &#x2260; 0. For any <italic>&#x03BB;</italic> &#x03F5; Skew(&#x1D53D;, &#x2212;), <italic>S</italic> + <italic>&#x03BB;</italic>id is an ad-nilpotent element of <italic>R</italic> and of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> = <italic>2k &#x2212;</italic> 1. This is an example that fits case (1) of Theorem 3.1.2 and case (4.2) of Theorem 3.2.4 and of Theorem 2.3.6 (a skew element in <italic>K</italic><sub>0</sub>, which is ad-nilpotent of index <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 in <italic>K</italic><sub>0</sub> and in <italic>K</italic>, and ad-nilpotent of the same index in <italic>R</italic> and <italic>R</italic><sub>0</sub>).</p>
<p><bold>(iii).</bold> Suppose Skew(&#x1D53D;, &#x2212;) = 0. <italic>T</italic> is an element of <italic>K</italic><sub>0</sub> which is ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> = 2<italic>k</italic> &#x2212; 1. This is an example that fits case (4.1) of Theorem 3.2.4 (an element in <italic>K</italic><sub>0</sub> which is ad-nilpotent of index <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 in <italic>K</italic> and in <italic>K</italic><sub>0</sub>, and ad-nilpotent of index <italic>n</italic> + 2 in <italic>R</italic> and <italic>R</italic><sub>0</sub>).</p>
<p><bold>(iv).</bold> Suppose Skew(&#x1D53D;, &#x2212;) = 0. The matrix <italic>A</italic> = <italic>T</italic> + <italic>S</italic>, which is an orthogonal sum of <italic>T</italic> and <italic>S</italic>, is nilpotent of index <italic>t</italic> + 1 and ad-nilpotent of <italic>R</italic> and of <italic>R</italic><sub>0</sub> of index <italic>2k</italic> + 1. Let us see that it is ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index 2<italic>k</italic>: from the indexes of nilpotence of <italic>T</italic> and <italic>S</italic>, their indexes of ad-nilpotence in <italic>K</italic> and the fact that <italic>TS</italic> = 0 = <italic>ST</italic> we get that <inline-formula id="inline358"><mml:math id="inline_358" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Moreover, <inline-formula id="inline359"><mml:math id="inline_359" display='inline'><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x220A;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula> and one can check that <inline-formula id="inline360"><mml:math id="inline_360" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Moreover, <inline-formula id="inline361"><mml:math id="inline_361" display='inline'><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula> and one can check that <inline-formula id="inline362"><mml:math id="inline_362" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. This is an example that fits case (1) of Theorem 3.2.4 (a skew element in <italic>K</italic><sub>0</sub> which is ad-nilpotent of index <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 in <italic>K</italic><sub>0</sub> and in <italic>K</italic>, and ad-nilpotent of index <italic>n</italic> + 1 in <italic>R</italic> and <italic>R</italic><sub>0</sub>).</p>
<p><target target-type="page" id="pges_73"/><bold>(v).</bold> Suppose Skew(&#x1D53D;, &#x2212;) = 0. Let us consider <italic>A</italic> = <italic>T</italic> + <italic>U</italic>, which is an orthogonal sum of <italic>T</italic> and <italic>U</italic>. The nilpotence of <italic>T</italic> + <italic>U</italic> implies that the index of ad-nilpotence of <italic>A</italic> in <italic>R</italic> (and in <italic>R</italic><sub>0</sub>) is 2<italic>k</italic> + 1 (by Proposition 3.1.1(1)). Since both <italic>T</italic> and <italic>U</italic> are ad-nilpotent elements of <italic>K</italic><sub>0</sub> of indexes 2<italic>k</italic> &#x2212; 1, <italic>A</italic> is ad-nilpotent of <italic>K</italic><sub>0</sub> of index 2<italic>k</italic> &#x2212; 1. Nevertheless, its index of ad-nilpotence in <italic>K</italic> is higher: for any <italic>B</italic> = <italic>&#x03A3;&#x03BB;<sub>i,j</sub> e<sub>i,j</sub> &#x03F5; K</italic> we have that</p>
<disp-formula id="math82"><mml:math id="math_82" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>because <italic>&#x03BB;</italic><sub>2<italic>k</italic>+2,<italic>k</italic>+2</sub> = 0. Moreover, if we consider the element <italic>C</italic> = <italic>e</italic><sub>2k+2,r+1</sub> <italic>&#x2212;</italic></p>
<p><inline-formula id="inline363"><mml:math id="inline_363" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula> one can check that</p>
<disp-formula id="math83"><mml:math id="math_83" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>because</p>
<disp-formula id="math84"><mml:math id="math_84" display='block'><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<p>This means that the index of ad-nilpotence of <italic>A</italic> in <italic>K</italic> is <italic>n</italic> = <italic>2k</italic>. This gives an example of an element in the conditions of Theorem 3.2.4 (1) and a case, again, (4.1) of Theorem 2.3.6 (a skew element in <italic>K</italic><sub>0</sub>, which ad-nilpotent of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0, ad-nilpotent of <italic>K</italic><sub>0</sub> of index <italic>n &#x2212;</italic> 1, and ad-nilpotent of <italic>R</italic> index <italic>n</italic> + 1).</p>
</sec>
<sec id="c4-s2">
<label><bold>4.2</bold></label>
<title><target target-type="page" id="pges_74"/><bold>Examples of odd ad-nilpotent elements of <italic>R<sup>&#x2212;</sup></italic> and of <italic>K</italic>.</bold></title>
<p>Let &#x1D53D; be a field with identity involution, let <italic>r ></italic> 1 be an odd number, let <italic>s</italic> = <italic>r &#x2212;</italic> 1, and consider the superalgebra <italic>R</italic> = &#x2133;(<italic>r</italic>|<italic>s</italic>) with the superinvolution given in 4.0.2. Again, let us denote by <italic>K</italic> the skew-symmetric elements of <italic>R</italic> with respect to *.</p>
<p>Let us consider <inline-formula id="inline364"><mml:math id="inline_364" display='inline'><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Then</p>
<p><inline-formula id="inline365"><mml:math id="inline_365" display='inline'><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:munderover><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> (nilpotent of index <italic>2r</italic> &#x2212; 1).</p>
<p>We have that</p>
<disp-formula id="math85"><mml:math id="math_85" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math86"><mml:math id="math_86" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#xA0;and&#xA0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>By Proposition 3.1.1(2b) <italic>A</italic> is ad-nilpotent in <italic>R</italic> of index <italic>m</italic> = 4<italic>r</italic> &#x2212; 3. For every</p>
<disp-formula id="math87"><mml:math id="math_87" display='block'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo>&#x200A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math88"><mml:math id="math_88" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>because when <italic>B</italic> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>0</sub> we always have that <italic>&#x03BB;</italic><sub>2<italic>r</italic>&#x2212;1,1</sub> = <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>r</italic>,<italic>r</italic>+1</sub> = 0 (by grading) and <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>r</italic>,1</sub> = 0, and when <italic>B</italic> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>1</sub>, <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>r</italic>,1</sub> = 0 (by grading) and <italic>&#x03BB;</italic><sub>2<italic>r</italic>&#x2212;1,1</sub> = <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>r</italic>,<italic>r</italic>+1</sub>. Moreover, by Theorem 3.2.5, the index of ad-nilpotence of <italic>A</italic> in <italic>K</italic> can be <italic>m</italic>, <italic>m</italic> &#x2212; 1 or <italic>m</italic> &#x2212; 2, so it is <italic>m</italic> &#x2212; 2 = <italic>4r</italic> &#x2212; 5.</p>
<list list-type="lower-alpha">
<list-item><p><target target-type="page" id="pges_75"/>The element <italic>A &#x03F5; K</italic><sub>1</sub> is an example of an element in the conditions of Theorem 3.2.5(6) (a nilpotent element of index 2<italic>r</italic> &#x2212; 1, which is ad-nilpotent of index <italic>n</italic> = 4<italic>r</italic> &#x2212; 5 &#x2261;<sub>8</sub> 7 in <italic>K</italic> and ad-nilpotent of index <italic>n</italic> + 2 in <italic>R</italic>, and such that <italic>A</italic><sup><italic>2r&#x2212;</italic>3</sup><italic>BA</italic><sup>2<italic>r</italic>&#x2212;2</sup> + (&#x2212;1)<sup>|<italic>B</italic>|</sup><italic>A</italic><sup>2<italic>r</italic></sup>&#x2212;<sup>2</sup><italic>BA</italic><sup>2<italic>r</italic>&#x2212;3</sup> = 0 for every <italic>B &#x03F5; K</italic><sub>0</sub> U <italic>K</italic><sub>1</sub>).</p>
<p>To produce examples for the rest of the cases of Theorem 3.2.5, let us consider <italic>A</italic><sup>5</sup> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>1</sub> for some particular cases of odd <italic>r ></italic> 1.</p></list-item>
<list-item><p>Fix <italic>r</italic> = <italic>10t</italic> + 1 for some <italic><italic>t</italic> &#x03F5;</italic> &#x2115;. Then
<disp-formula id="math89"><mml:math id="math_89" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In particular, <italic>A</italic><sup>5</sup> is nilpotent of index <italic>4t</italic> + 1 and ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>8t</italic> + 1. Notice that for every <italic>B</italic> = &#x03A3;<sub><italic>i,j</italic></sub> <italic>&#x03BB;<sub><italic>i,j</italic></sub><italic>e</italic><sub><italic>i,j</italic></sub></italic> &#x03F5; <italic>K</italic>
<disp-formula id="math90"><mml:math id="math_90" display='block'><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>because every <italic>B &#x03F5; K</italic> has <italic>&#x03BB;</italic><sub><italic>r</italic>,1</sub> = 0. Therefore, for every <italic>B &#x03F5; K</italic> we have
<disp-formula id="math91"><mml:math id="math_91" display='block'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>Furthermore, considering <italic>C</italic> = <italic>e</italic><sub><italic>r,r</italic>+1</sub> &#x2212; <italic>e</italic>*<sub><italic>r,r</italic>+1</sub> = <italic>e</italic><sub><italic>r,r</italic>+1</sub> + <italic>e</italic><sub><italic>2<italic>r</italic>&#x2212;1,1</italic></sub> &#x03F5; <italic>K</italic><sub>1</sub>
<disp-formula id="math92"><mml:math id="math_92" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:msub><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:msub><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:msub><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:msub><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>20</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>20</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>20</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>20</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><target target-type="page" id="pges_76"/>The element <italic>A</italic><sup>5</sup> gives an example of an element in the conditions of Theorem 3.2.5(1) (a nilpotent element of index <italic>4t</italic> + 1, ad-nilpotent element in <italic>K<sub>1</sub></italic> of index <italic>n</italic> = 8<italic>t</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 0, ad-nilpotent in <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> + 1 = 8<italic>t</italic> +1 and such that (<italic>A</italic><sup>5</sup>)<sup>4<italic>t</italic></sup><italic>K</italic>(<italic>A</italic><sup>5</sup>)<sup>4<italic>t</italic></sup> = 0).</p></list-item>
<list-item><p>Fix <italic>r</italic> = <italic>10t</italic> + 3 for some <italic>t &#x03F5;</italic> &#x2115;. Then
<disp-formula id="math93"><mml:math id="math_93" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In particular, <italic>A</italic><sup>5</sup> is nilpotent of index <italic>4t</italic> + 1 and ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>8t</italic> + 1 (see Proposition 3.1.1(2b)). In this case the index of ad-nilpotence of <italic>A</italic><sup>5</sup> in <italic>K</italic> is the same as in <italic>R</italic> because for <inline-formula id="inline366"><mml:math id="inline_366" display='inline'><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x220A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> we have
<disp-formula id="math94"><mml:math id="math_94" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mfenced separators="|"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msup></mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>The element <italic>A</italic><sup>5</sup> gives an example of an element in the conditions of Theorem 3.2.5(2) (a nilpotent element in <italic>K<sub>1</sub></italic> of index <italic>4t</italic> +1, ad-nilpotent of <italic>K</italic> and of <italic>R</italic> of the same index <italic>n</italic> = 8<italic>t</italic> +1 &#x2261;<sub>8</sub> 1).</p></list-item>
<list-item><p><target target-type="page" id="pges_77"/>Fix <italic>r</italic> = 10t + 5 for some <italic>t &#x03F5;</italic> &#x2115;. Then <italic>A</italic><sup>5</sup> is nilpotent of index 4t + 2. Since the index of nilpotence of <italic>A</italic><sup>5</sup> is even, we know by Proposition 3.1.1(2a) that <italic>A</italic><sup>5</sup> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index 2(4<italic>t</italic> + 2) &#x2212; 2 = 8<italic>t</italic> + 2. Moreover, from the fact that <italic>A</italic><sup>5</sup> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index 8<italic>t</italic> + 2 &#x2261;<sub>8</sub> 2 we get from Theorem 3.2.5 that its index of ad-nilpotence in <italic>K</italic> is the same as in <italic>R</italic>. The element <italic>A</italic><sup>5</sup> gives an example of an element in the conditions of Theorem 3.2.5(3) with <italic>&#x03BB;</italic> = 0 (a nilpotent element of <italic>K<sub>1</sub></italic> of index 4t + 2 which is ad-nilpotent of <italic>K</italic> and of <italic>R</italic> of the same index <italic>n</italic> = 8<italic>t</italic> + 2 &#x2261;<sub>8</sub> 2.)</p></list-item>
<list-item><p>Fix <italic>r</italic> = 10<italic>t</italic> + 7 for some <italic>t &#x03F5;</italic> &#x2115;. Then <italic>A</italic><sup>5</sup> is nilpotent of index 4<italic>t</italic> + 3. Since the index of nilpotence of <italic>A</italic><sup>5</sup> is odd, we know by Proposition 3.1.1(2a) that <italic>A</italic><sup>5</sup> is ad-nilpotent of R of index 2(4<italic>t</italic> + 3) &#x2212; 1 = 8<italic>t</italic> + 5. Moreover, from the fact that <italic>A</italic><sup>5</sup> is ad-nilpotent of R of index 8<italic>t</italic> + 5 &#x2261;<sub>8</sub> 5 we get from Theorem 3.2.5 that its index of ad-nilpotence in <italic>K</italic> is the same as in <italic>R</italic>. The element <italic>A</italic><sup>5</sup> gives an example of an element in the conditions of Theorem 3.2.5(4) (a nilpotent element of <italic>K</italic><sub>1</sub> of index 4<italic>t</italic> + 3 which is ad-nilpotent of <italic>K</italic> and of <italic>R</italic> of the same index <italic>n</italic> = 8<italic>t</italic> + 5 &#x2261;<sub>8</sub> 5).</p></list-item>
<list-item><p>Fix <italic>r</italic> = 10<italic>t</italic> + 9 for some <italic>t &#x03F5;</italic> &#x2115;. Then <italic>A</italic><sup>5</sup> is nilpotent of 4<italic>t</italic> + 4. Since the index of nilpotence of <italic>A</italic><sup>5</sup> is even, we know by Proposition 3.1.1(2a) that <italic>A</italic><sup>5</sup> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index 2(4<italic>t</italic> + 4) &#x2212; 2 = 8<italic>t</italic> + 6. Moreover, from the fact that <italic>A</italic><sup>5</sup> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index 8<italic>t</italic> + 6 &#x2261;<sub>8</sub> 6 we get from Theorem 3.2.5 that its index of ad-nilpotence in <italic>K</italic> is the same as in <italic>R</italic>. The element <italic>A</italic><sup>5</sup> gives an example of an element in the conditions of Theorem 3.2.5(5) with <italic>&#x03BB;</italic> = 0 (a nilpotent element of <italic>K<sub>1</sub></italic> of index <italic>4t</italic> + 4 which is ad-nilpotent of <italic>K</italic> and of <italic>R</italic> of the same index <italic>n</italic> = <italic>8t</italic> + 6 &#x2261;<sub>8</sub> 6).</p></list-item>
</list>
<p>The matrices given in <bold>(i)</bold>, <bold>(ii)</bold>, <bold>(iii)</bold> and <bold>(v)</bold> provide examples of (2.a) in Theorem 3.1.2. Moreover, the matrices of <bold>(iv)</bold> and <bold>(vi)</bold> fit in case (2.b) of Theorem 3.1.2 with <italic>&#x03BB;</italic> = 0.</p>
<p><bold>4.2.1. Some other examples of odd ad-nilpotent elements of</bold> <italic>K</italic> <bold>and of</bold> <italic>R</italic>.</p>
<p>The examples <bold>(iv)</bold> and <bold>(vi)</bold> in the previous section are ad-nilpotent elements of <italic>K</italic> of indexes <italic>n &#x2261;8</italic> 2 and <italic>n &#x2261;8</italic> 6, and fit in Theorem 3.2.5(3) and (5) with <italic>&#x03BB;</italic> = 0. To get examples of such types of elements with nonzero <italic>&#x03BB;</italic>&#x2019;s, we will work with matrices over a field with nontrivial involution.</p>
<p>Let <italic>r</italic> be a natural number, let &#x2102; be the field of complex numbers with involution given by conjugation, and let us consider the simple superalgebra <italic>R</italic> = <italic> &#x03FA;(r)</italic> over &#x2102;. The map <italic>trp</italic> given by <inline-formula id="inline367"><mml:math id="inline_367" display='inline'><mml:msup><mml:mfenced open="[" close="]" separators="|"><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>&#x2005;&#x2005;&#x2005;&#x2005;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>&#x2005;&#x2005;&#x2005;&#x2005;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mi>trp</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]" separators="|"><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> where <italic>A,B,C,D &#x03F5; &#x03FA;</italic><sub>r</sub>(&#x2102;) and ( )<sup><italic>t</italic></sup> denotes the usual matrix transposition, defines a superinvolution in <italic>R</italic> known as the transpose superperinvolution (see [<xref ref-type="bibr" rid="CIT36">36</xref>, Example 2.2]).</p>
<p>Let us denote by <italic>K</italic> the set of skew-symmetric elements of <italic>&#x03FA;</italic>(r) with respect <italic>trp</italic>. Note that any element of <italic>K</italic><sub>1</sub> has the form <inline-formula id="inline368"><mml:math id="inline_368" display='inline'><mml:mfenced open="[" close="]" separators="|"><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2005;&#x2005;&#x2005;&#x2005;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>&#x2005;&#x2005;&#x2005;&#x2005;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> where <italic>B</italic> is a symmetric matrix and <italic>C</italic> is a skew-symmetric matrix in <italic>&#x03FA;</italic><sub>r</sub> (&#x2102;) with respect to the usual transposition.</p>
<p>Let us consider a symmetric matrix <italic>B &#x03F5; &#x03FA;</italic><sub>r</sub> (&#x2102;) with <italic>B</italic><sup><italic>r</italic></sup> = 0 and B<sup><italic>r</italic></sup>&#x2212;<sup>1</sup> &#x2260; 0 (it is shown in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT51">51</xref>, Corollary 5] that for every <italic>r</italic> there exist symmetric nilpotent matrices in <italic>&#x03FA;</italic><sub>r</sub>(&#x2102;) of rank <italic>r</italic> &#x2212; 1). Let 0 &#x2260; A E &#x211D; and let <italic>i</italic> denote the square root of &#x2212;1. Then</p>
<disp-formula id="math95"><mml:math id="math_95" display='block'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]" separators="|"><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>id</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>id</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#xA0;and&#xA0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]" separators="|"><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>id</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x3BB;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>id</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_78"/>i.e., (<italic>a</italic><sup>2</sup> &#x2212; <italic>&#x03BB;i</italic>) is nilpotent of index <italic>r</italic>.</p>
<p>When <italic>r</italic> is odd <italic>a</italic> is an example for Theorem 3.2.5 (3), and when <italic>r</italic> is even <italic>a</italic> is an example for Theorem 3.2.5 (5). Both cases are examples of elements of the form (2.b) of Theorem 3.1.2.</p>
</sec>
</body>
</book-part>
<book-part id="c5" book-part-type="chapter">
<book-part-meta>
<book-part-id book-part-id-type="publisher-id">URJC</book-part-id>
<title-group>
<label>CHAPTER 5</label>
<title><target target-type="page" id="pges_79"/>LOCAL SUPERALGEBRA OF LIE SUPERALGEBRAS AT AD-NILPOTENT ELEMENTS</title>
</title-group>
</book-part-meta>
<body>
<p>This chapter is part of an article that has been published in the journal <italic>Communications in Algebra</italic> and can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT30">30</xref>].</p>
<p>In this chapter we extend the ideas of local algebras of Jordan algebras to the super setting, and Jordan superstructures are attached to Lie superalgebras at ad-nilpotent homogeneous elements.</p>
<p>We also generalize in the section 6.3 the notion of subquotient to the Lie superalgebra. It comes attached to an abelian Lie inner ideal of a Lie superalgebra, and it is indeed a Jordan superpair. Moreover, in the particular case of an abelian inner ideal of the form <italic>[a, [a, L]]</italic>, the subquotient agrees with the Jordan superobject obtained in the section 6.2.</p>
<p>The chapter is organized as follows. When a is even, we easily obtain a Jordan superalgebra by using the Grassmann envelope. But when we deal with an odd ad- nilpotent element <italic>a</italic> of index less than or equal to 4 we first define a triple product in <italic>[a, [a, L]]</italic>, and then we double this triple and change a sign in one of the associated triple products to get a Jordan superpair. We introduce subquotients associated to abelian inner ideals of Lie superalgebras and show that they are Jordan superpairs.</p>
<p>Finally, we show that the Jordan superalgebras/superpairs obtained in the previous section agree with the subquotients associated to abelian inner ideals of the form <italic>[a, [a,L]].</italic></p>
<p>In addition, we will assume that <inline-formula id="inline369"><mml:math id="inline_369" display='inline'><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> &#x03F5; &#x03A6;.</p>
<p><bold>5.0.1.</bold> Let <italic>M</italic> = <italic>M</italic><sub>0</sub> &#x2297; <italic>M</italic><sub>1</sub> be a supermodule over &#x03A6;. Then the associative algebra End(<italic>M</italic>) is provided with the induced &#x2124;<sub>2</sub>-grading End(<italic>M</italic>) = End(<italic>M</italic>)<sub>0</sub> &#x2297; End(<italic>M</italic>)<sub>1</sub>, in which</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>End(<italic>M</italic>)<italic>i</italic> = <italic>{f</italic> &#x03F5; End(<italic>M</italic>) | <italic>f(M<sub>j</sub>)</italic> &#x2286; <italic>M</italic><sub><italic>i+j</italic></sub>}.</p></list-item>
</list>
<p>Let <italic>L</italic> = <italic>L</italic><sub>0</sub> &#x2297; L<sub>1</sub> be a Lie superalgebra over &#x03A6; then End(<italic>L</italic>) becomes an associative superalgebra and (End(<italic>L</italic>))<sup>&#x2212;</sup> with product [<italic>f, g]</italic> = <italic>fg</italic> &#x2212; (&#x2212;1)<sup>|<italic>f</italic>||<italic>g</italic>|</sup><italic>gf</italic> for homogeneous elements <italic>f, g &#x03F5;</italic> End(<italic>L</italic>) becomes a Lie superalgebra. The set ad <italic>L</italic> of adjoint maps is a Lie superideal of (End(<italic>L</italic>))<sup>&#x2212;</sup>, so if we denote by capital letters <target target-type="page" id="pges_80"/>the adjoint maps associated to elements, i.e., <italic>A</italic> = <italic>ad</italic><sub><italic>a</italic></sub>, <italic>B</italic> = <italic>ad</italic><sub><italic>b</italic></sub>, etc., we have [<italic>A, B</italic>] = <italic>AB</italic> &#x2212; (&#x2212;1)|<italic>a</italic>||<italic>b</italic>|<italic>BA</italic> for homogeneous elements <italic>a,b &#x03F5; L<sub>0</sub> &#x222A; L<sub>1</sub>.</italic> This notation will be useful because it allows us to think in an associative way when we are doing calculations.</p>
<sec id="c5-s1">
<label><bold>5.1</bold></label>
<title><bold>A Jordan superalgebra at an even homogeneous ad-nilpotent element</bold></title>
<p><bold>5.1.1.</bold> Let <italic>L</italic> = L<sub>0</sub> + <italic>L</italic><sub>1</sub> be a Lie superalgebra, and let <italic>a &#x03F5; L</italic><sub>0</sub> such that <inline-formula id="inline370"><mml:math id="inline_370" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Such an element will be called Jordan element of <italic>L</italic>. In the &#x03A6; -module <italic>[a, [a, L]]</italic> we can define a new product</p>
<disp-formula id="math96"><mml:math id="math_96" display='block'><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>The (nonassociative) algebra ([<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]],&#x00B7;) is &#x2124;<sub>2</sub>-graded with homogeneous parts <italic>[a, [a, L]]</italic><sub>0</sub> = <italic>[a, [a, L</italic><sub>0</sub>]] and <italic>[a, [a, L]]</italic><sub>1</sub> = <italic>[a, [a, L</italic><sub>1</sub>]]. The parity of an homogeneous element <italic>x&#x0304;</italic> coincides with the parity of <italic>x</italic> as an element in the Lie superalgebra <italic>L</italic>, i.e., |<italic>x&#x0304;</italic> | = |<italic>x</italic>| for every homogeneous element <italic>x &#x03F5; L</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>L</italic><sub>1</sub>. In the next proposition we prove that this superalgebra is in fact a Jordan superalgebra.</p>
<p><bold>Proposition 5.1.2.</bold> <italic>Let L</italic> = <italic>L</italic><sub>0</sub> + <italic>L</italic><sub>1</sub> <italic>be a Lie superalgebra and a</italic> &#x03F5; <italic>L</italic><sub>0</sub> <italic>be a Jordan element. Then</italic> ([<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]], &#x2022;) <italic>is a Jordan superalgebra.</italic></p>
<p><italic>Proof.</italic> Let us check that the Grassmann envelope of [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]] is a Jordan algebra with the induced product. Let us consider <italic>a&#x0303;</italic> = <italic>a</italic> &#x2297; 1 &#x03F5; <italic>G(L)</italic>, which is a Jordan element of the Lie algebra <italic>G(L)</italic>. By Theorem [<xref ref-type="bibr" rid="CIT24">24</xref>, 2.4(ii)] and Remark [<xref ref-type="bibr" rid="CIT24">24</xref>, 2.44] we can consider the Jordan algebra [<italic>a&#x0303;</italic>, [<italic>a&#x0303;</italic>, <italic>G</italic>(<italic>L</italic>)]] of <italic>G(L)</italic> at <italic>a&#x0303;</italic> with product</p>
<disp-formula id="math97"><mml:math id="math_97" display='block'><mml:mo>[</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>for any <italic>x&#x0303;, y&#x0303;</italic> &#x03F5; <italic>G</italic>(<italic>L</italic>).</p>
<p>The map &#x03C6; : [<italic>a&#x0303;</italic>, [<italic>a&#x0303;, G</italic>(<italic>L</italic>) &#x2192; <italic>G</italic>([<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]]) given by &#x03C6;([<italic>a&#x0303;</italic>, [<italic>a&#x0303;</italic>, <italic>x</italic> &#x2297; <italic>&#x03BE;</italic><sub><italic>i</italic><sub>1</sub></sub> <italic>&#x03BE;</italic><sub><italic>i</italic><sub>2</sub></sub> ... <italic>&#x03BE;</italic><italic>i</italic><sub>k</sub>]]) = [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>x</italic>]] &#x2297; <italic>&#x03BE;</italic><sub><italic>i</italic><sub>1</sub></sub> <italic>&#x03BE;</italic><sub><italic>i</italic><sub>2</sub></sub> ... <italic>&#x03BE;</italic><italic>i</italic><sub>k</sub> is an isomorphism, so <italic>G</italic>([<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]]) is a Jordan algebra, giving that [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]] is a Jordan superalgebra.</p>
<p><italic>Remark</italic> 5.1.3. The induced triple product on [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]] is given by</p>
<disp-formula id="math98"><mml:math id="math_98" display='block'><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_81"/>for homogeneous <italic>x&#x0303;,y&#x0303;,z&#x0303;</italic> &#x03F5; [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]]. Indeed,</p>
<disp-formula id="math99"><mml:math id="math_99" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mfenced separators="|"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mspace width="-0.167em"/><mml:mo>[</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><italic>Remark</italic> 5.1.4. An equivalent construction of the Jordan superalgebra [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]] is the following: in <italic>L</italic> define a new product by <italic>x</italic> &#x2022; <italic>y</italic> = &#x00BD;[<italic>x</italic>, [<italic>a, y</italic>]] for any <italic>x, y</italic> &#x03F5; <italic>L</italic>, and denote <italic>L</italic><sup>(<italic>a</italic>)</sup> the (nonassociative) &#x2124;<sub>2</sub>-graded algebra (<italic>L</italic>, &#x2022;), with <italic>L<sub>0</sub></italic><sup>(<italic>a</italic>)</sup> = <italic>L</italic><sub>0</sub> and <italic>L<sub>1</sub></italic><sup>(<italic>a</italic>)</sup> = <italic>L<sub>1</sub>.</italic> If we define Ker<sub><italic>l</italic></sub>(<italic>a</italic>) := {<italic>x</italic> &#x03F5; <italic>L</italic>| [<italic>a</italic>, [<italic>a, x</italic>]] = 0}, then Ker<sub><italic>l</italic></sub>(<italic>a</italic>) is the kernel of the &#x2124;<sub>2</sub>-graded algebra homomorphism &#x03C6; : <italic>L</italic><sup>(<italic>a</italic>)</sup> &#x2192; [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]] given by &#x03C6;(<italic>x</italic>) = [<italic>a</italic>, [<italic>a, x</italic>]], so <italic>L</italic><sup>(<italic>a</italic>)</sup>/Ker<sub><italic>L</italic></sub>(<italic>a</italic>) and [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]] are isomorphic as Jordan superalgebras.</p>
</sec>
<sec id="c5-s2">
<label><bold>5.2</bold></label>
<title><bold>Jordan superalgebras at odd homogeneous ad-nilpotent elements</bold></title>
<p>Now we turn to odd ad-nilpotent elements. Notice that for every homogeneous element <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>L</italic><sub>1</sub> we have <inline-formula id="inline371"><mml:math id="inline_371" display='inline'><mml:msub><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. When dealing with ad-nilpotent elements of <italic>L</italic><sub>1</sub> we will require <inline-formula id="inline372"><mml:math id="inline_372" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. In this case the element <italic>b</italic> = [<italic>a, a</italic>] &#x03F5; <italic>L</italic><sub>0</sub> verifies <inline-formula id="inline373"><mml:math id="inline_373" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ad</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><italic>Remark</italic> 5.2.1. Given such an element <italic>a &#x03F5; L<sub>1</sub></italic> with <inline-formula id="inline374"><mml:math id="inline_374" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, if we consider the &#x03A6; -module [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]] and we define the bilinear product as in 5.1.1 ([<italic>a</italic>, [<italic>a, x</italic>]] &#x2022; [<italic>a</italic>, [<italic>a, y</italic>]] = &#x00BD;[<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, [<italic>x</italic>, [<italic>a,y</italic>]]] for every <italic>x, y</italic> &#x03F5; <italic>L</italic>) then [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]] is &#x2124;<sub>2</sub>-graded with [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]]<sub>0</sub> = [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic><sub>1</sub>]] and [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic><sub>1</sub>]] = [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic><sub>0</sub>]]. The parity of the homogeneous elements of [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]] changes and |[<italic>a</italic>, [<italic>a, x</italic>]] | = |<italic>x</italic>| + 1 for any homogeneous element <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>L</italic><sub>0</sub> U <italic>L</italic><sub>1</sub>. Moreover,</p>
<disp-formula id="math100"><mml:math id="math_100" display='block'><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_82"/>for homogeneous <italic>x&#x0303;</italic> = [<italic>a</italic>, [<italic>a,x</italic>]], <italic>y&#x0303;</italic> = [<italic>a</italic>, [<italic>a,y</italic>]] &#x03F5; [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]], i.e., ([<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]], &#x2022;) is super-anticommutative. To avoid this situation and get a Jordan superstructure, we define a trilinear product on [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>].</p>
<p><bold>5.2.1.</bold> For an element <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>L</italic><sup>1</sup> with <inline-formula id="inline375"><mml:math id="inline_375" display='inline'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ad</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we consider the trilinear map { , , } on [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]] defined by</p>
<disp-formula id="math101"><mml:math id="math_101" display='block'><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>for every homogeneous <italic>x&#x0304;</italic> = [<italic>a</italic>, [<italic>a,x</italic>]], <italic>y&#x0304;</italic> = [<italic>a</italic>, [<italic>a,y</italic>]] and <italic>z&#x0304;</italic> = [<italic>a</italic>, [<italic>a,z</italic>]] &#x03F5; [<italic>a</italic>, [<italic>a,L</italic>]] (notice that [[<italic>a</italic>, [<italic>a,y</italic>]], [<italic>y</italic> [<italic>a</italic>, [<italic>a,z</italic>]]] = &#x00BC;[[[<italic>a</italic>, [<italic>,x</italic>],[<italic>y</italic>, [[<italic>a,a</italic>], <italic>z</italic>]]] = <italic>A<sup>2</sup>XYA<sup>2</sup></italic>(<italic>z</italic>) because ad<sub>[<italic>a,a</italic>]</sub>ad<sub>[<italic>y</italic>]</sub>ad<sub>[<italic>a,a</italic>]</sub> = 0). The &#x03A6; -module [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]] is &#x2124;<sub>2</sub>-graded with with respect to this trilinear product and [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]]<sup><italic>i</italic></sup> = [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic><sup><italic>i</italic></sup>]], i &#x03F5; {1,1}</p>
<p>We have that</p>
<disp-formula id="math102"><mml:math id="math_102" display='block'><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>for every <italic>x</italic>,<italic>y</italic>,<italic>z</italic> &#x03F5; <italic>L</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>L</italic><sub>1</sub> because [[<italic>a</italic>, [<italic>a,x</italic>]], [<italic>a</italic>, [<italic>a,z</italic>]]] = &#x00BC;[[[<italic>a,a</italic>],<italic>x</italic>], [[<italic>a,a</italic>],<italic>z</italic>]] = 0 since [<italic>a, a</italic>] is an absolute zero divisor. This implies that the triple product is supersymmetric in the outer variables:</p>
<disp-formula id="math103"><mml:math id="math_103" display='block'><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Moreover,</p>
<disp-formula id="math104"><mml:math id="math_104" display='block'><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>because <inline-formula id="inline376"><mml:math id="inline_376" display='inline'><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> <inline-formula id="inline377"><mml:math id="inline_377" display='inline'><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mfenced><mml:mfenced open="" close="|" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mspace width="0.167em"/><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> <inline-formula id="inline378"><mml:math id="inline_378" display='inline'><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula>. From equations (5.2.2) and (5.2.3) we get that the triple product defined in (5.2.1) is supercommutative on its three variables.</p>
<p><target target-type="page" id="pges_83"/><bold>Lemma 5.2.3.</bold> <italic>For a homogeneous element<italic>a</italic> &#x03F5; <italic>L</italic><sub>1</sub> with</italic> <inline-formula id="inline379"><mml:math id="inline_379" display='inline'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ad</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>the trilinear map given in (5.2.1) satisfies</italic></p>
<disp-formula id="math105"><mml:math id="math_105" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><italic>for every x, y, z, u, v</italic> &#x03F5; <italic>L</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>L</italic><sub>1</sub></p>
<p><italic>Proof.</italic> For every <italic>x, y, z, u, v</italic> &#x03F5; <italic>L</italic><sub>0</sub> &#x222A; <italic>L</italic><sub>1</sub>,</p>
<disp-formula id="math106"><mml:math id="math_106" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math107"><mml:math id="math_107" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Let us see that (-1)<sup>(|<italic>x</italic>|+|<italic>y</italic>|)|<italic>z</italic>|</sup>[[[<italic>a</italic>, [<italic>a,z</italic>]], [[[<italic>a</italic>, [<italic>a,x</italic>]], <italic>y</italic>],<italic>u</italic>]],[<italic>a</italic>,[<italic>a,v</italic>]]] coincides with the second term on the right side of equality (*): from the definition of the triple product,</p>
<disp-formula id="math108"><mml:math id="math_108" display='block'><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="math109"><mml:math id="math_109" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mover><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>&#x220F;</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>hence</p>
<disp-formula id="math110"><mml:math id="math_110" display='block'><mml:mtable columnspacing="1em" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_84"/>and we have shown (*).</p>
<p><bold>5.2.4.</bold> A pair of &#x2124;<sub>2</sub>-graded &#x03A6; -modules <italic><italic>V</italic> =</italic> (<italic>V</italic><sup>+</sup>, <italic>V<sup>&#x2212;</sup></italic>) is a (linear) Jordan superpair if there exist two trilinear maps { , , }<sup>&#x03C3;</sup> : <italic>V</italic><sup>&#x03C3;</sup> &#x00D7; V <sup>&#x2212;&#x03C3;</sup> &#x00D7; <italic>V</italic><sup>&#x03C3;</sup> &#x00D7; <italic>V</italic><sup>&#x03C3;</sup>, <italic>&#x03C3;</italic> = &#x00B1;, both supersymmetric in the outer variables, and that satisfy (JSP15):</p>
<disp-formula id="math111"><mml:math id="math_111" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mfenced open="{" close="}" separators="|"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mo>}</mml:mo><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced open="{" close="}" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:msup><mml:mo>}</mml:mo><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mfenced open="{" close="}" separators="|"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mo>}</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mfenced open="{" close="}" separators="|"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mo>}</mml:mo><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x3C3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#xB1;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>for homogeneous <italic>a, c, e</italic> &#x03F5; <italic>V</italic><sup>&#x03C3;</sup> and homogeneous <italic>b, d</italic> &#x03F5; <italic>V</italic><sup>&#x2212;&#x03C3;</sup>, &#x03C3; = &#x00B1;.</p>
<p>We have just shown that when <italic>a &#x03F5; <italic>L</italic><sub>1</sub></italic> has ad<sup>4</sup><sup>a</sup> = 0, [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]] with the trilinear map {, ,} given in (5.2.1) is a (1,1)-Jordan supertriple in the sense of [<xref ref-type="bibr" rid="CIT47">47</xref>, &#x00A7;3], which are a particular case (&#x220A;, &#x03B4;)-Freudenthal-Kantor supertriple systems, &#x220A; = &#x00B1;1, &#x00B1; = &#x00B1;1 [<xref ref-type="bibr" rid="CIT47">47</xref>, &#x00A7;3]. We say that a &#x2124;<sub>2</sub>-graded &#x03A6; -module <italic>M</italic> = <italic>M</italic><sub>0</sub> + <italic>M<sub>1</sub></italic> with a graded triple product { , , } : <italic>M</italic> &#x00D7; <italic>M</italic> &#x00D7; <italic>M</italic> &#x2192; <italic>M</italic> is a (1, 1)-Jordan supertriple if</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p><italic>{<italic>a,b,c</italic>}</italic> = (-1)<sup>|<italic>a</italic>||<italic>b</italic>|+|<italic>a</italic>||<italic>c</italic>|+|<italic>b</italic>||<italic>c</italic>|</sup>{<italic>c,b,a</italic>} and</p></list-item>
<list-item><p>{<italic>a</italic>, <italic><italic>b</italic>, {<italic>c, d</italic></italic>, <italic>e</italic>}} = {{<italic>a, b</italic>, <italic><italic>c</italic>}, <italic>d</italic></italic>, <italic>e</italic>} + (-1)<sup>|a||b|+|a||c|+|b|c|</sup><italic>{c, {b, a, d}</italic>, e} + (-1)<sup>|a||c|+|a||d|+|b|c|+|b|d|</sup> {<italic>c,d</italic>, <italic>a, b, e</italic>,}}</p></list-item>
</list>
<p>for homogeneous elements <italic>a,b,c,d,e &#x03F5; M</italic>. The second identity resembles (JSP15) but there is a change of sign in the second summand of its right side. Notice that every (1, 1)-Jordan supertriple <italic>M</italic> with triple product { , , } gives rise to a Jordan superpair <italic>V</italic> = (<italic>V</italic><sup>+</sup><italic>V<sup>&#x2212;</sup></italic>) = (<italic>M, M</italic>) with products {<italic>a</italic>, <italic>b</italic>, <italic>c</italic>}<sup>+</sup> := {<italic>a</italic>, <italic>b</italic>, <italic>c</italic>} and {<italic>b, c, d</italic>}<sup>&#x2212;</sup> := <italic>-{b, c, d}</italic> for every <italic>a, c &#x03F5; V</italic><sup>+</sup> and <italic>b, d &#x03F5; <italic>V</italic><sup>&#x2212;</sup></italic>. In our case we have shown that if we double [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>] and twist one of the triple products we have that ([<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>], [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]) is a Jordan superpair.</p>
<p><bold>5.2.5.</bold> Another Jordan structure can be defined from an ad-nilpotent element <italic>a &#x03F5; <italic>L</italic><sub>1</sub>:</italic> suppose that <italic>a &#x03F5; <italic>L</italic><sub>1</sub></italic> has <inline-formula id="inline380"><mml:math id="inline_380" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Then <italic>b</italic> = [<italic>a, a</italic>] &#x03F5; <italic>L<sub>0</sub></italic> is a Jordan element <inline-formula id="inline381"><mml:math id="inline_381" display='inline'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ad</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ad</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and we can define a Jordan superalgebra on the &#x03A6;-module <inline-formula id="inline382"><mml:math id="inline_382" display='inline'><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi></mml:math></inline-formula> as in 5.1.2. The product is now given by</p>
<p><target target-type="page" id="pges_85"/>[<italic>b</italic>,|[<italic>b,x</italic>]]&#x2022;[<italic>b</italic>,[<italic>b,y</italic>]] = &#x00BD;[<italic>b</italic>,[<italic>b</italic>,[<italic>x</italic>,[<italic>b,y</italic>]]]]</p>
<p>or, equivalently,</p>
<disp-formula id="math112"><mml:math id="math_112" display='block'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x00B7;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec id="c5-s3">
<label><bold>5.3</bold></label>
<title><bold>Subquotients associated to abelian inner ideals of Lie superalgebras</bold></title>
<p><bold>5.3.1.</bold> Let <italic>L</italic> = <italic>L</italic><sub>0</sub> + <italic>L</italic><sub>1</sub> be a Lie superalgebra. We say that <italic>B</italic> = <italic>B</italic><sub>0</sub> + <italic>B</italic><sub>1</sub> &#x2282; <italic>L</italic> is an inner ideal of <italic>L</italic> if [<italic>B</italic>, [<italic>B, L</italic>]] &#x2282; <italic>B</italic>, and <italic>B</italic> is abelian if [<italic>B, B</italic>] = 0. Inner ideals can be easily produced from homogeneous ad-nilpotent elements.</p>
<p><bold>Example 5.3.2.</bold> Let <italic>L</italic> = <italic>L</italic><sub>0</sub> + <italic>L</italic><sub>1</sub> a Lie superalgebra and let <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>L</italic><sub>0</sub> with <inline-formula id="inline383"><mml:math id="inline_383" display='inline'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ad</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> or <italic>a &#x03F5; <italic>L</italic><sub>1</sub></italic> with <inline-formula id="inline384"><mml:math id="inline_384" display='inline'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ad</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Then</p>
<p>[<italic>a</italic>] := [<italic>a</italic>,[<italic>a,L</italic>]] (<italic>a</italic>) :=&#x03A6;<italic>a</italic> + [<italic>a</italic>,[<italic>a,L</italic>]]</p>
<p>are inner ideals of <italic>L</italic>. Moreover, [<italic>a</italic>] is an abelian inner ideal.</p>
<p>Conversely, given an abelian inner ideal <italic>B</italic> = <italic>B</italic><sub>0</sub> + <italic>B</italic><sub>1</sub>, any homogeneous <italic>b &#x03F5; B</italic><sub>0</sub> is a Jordan element and gives rise to the inner ideals [<italic>b</italic>] and (<italic>b</italic>) contained in <italic>B</italic>. If <italic>b &#x03F5; B<sub>1</sub></italic> then 0 = [<italic>b, b</italic>] implies 0 = <inline-formula id="inline385"><mml:math id="inline_385" display='inline'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ad</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>2</mml:mi><mml:mn>b</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and (<italic>b</italic>) = <italic>&#x03A6;b.</italic></p>
<p><bold>Proposition 5.3.3.</bold> <italic>Let L be a Lie superalgebra and <italic>B</italic> an abelian inner ideal of <italic>L</italic>. Let us consider</italic> Ker<italic>B</italic> := <italic>{x &#x03F5; L</italic> | [<italic>B</italic>, [<italic>B,x</italic>]] = 0}. <italic>Then</italic> (<italic>B,L</italic>/Ker<italic>B</italic>) <italic>is a Jordan superpair with products:</italic></p>
<disp-formula id="math113"><mml:math id="math_113" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mspace width="-0.167em"/><mml:mo>[</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><italic>for a, b</italic> &#x03F5; <italic>B and x,y</italic> &#x03F5; <italic>L (here x&#x0304;, y&#x0304;</italic>, <inline-formula id="inline386"><mml:math id="inline_386" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="inline387"><mml:math id="inline_387" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> <italic>denote equivalence classes in the quotient L</italic>/Ker<italic>B</italic><italic>). This Jordan superpair is called the</italic> subquotient of <italic>L</italic> associated to <italic>B.</italic></p>
<p><italic>Proof.</italic> First notice that [<italic>a</italic>, <italic>[<italic>x, b</italic>]]</italic> = [[<italic>a</italic>, <italic>x]</italic>, <italic>b</italic>] and <inline-formula id="inline388"><mml:math id="inline_388" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> = <inline-formula id="inline389"><mml:math id="inline_389" display='inline'><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> for every <italic>a,b</italic> &#x03F5; <italic>B</italic> and every <italic>x, y</italic> &#x03F5; <italic>L</italic> because <italic>B</italic> is abelian and the definition of Ker<italic>B</italic>.</p>
<p>The products are well defined: clearly {<italic>a</italic>, 0, <italic>b</italic>} = 0, and if we take homogeneous <italic>x&#x0304;</italic>, <italic>y&#x0304;</italic> &#x03F5; <italic>L</italic>/Ker<italic>B</italic> with <italic>x&#x0304;</italic> = 0&#x0304; or <italic>y&#x0304;</italic> = 0&#x0304; then for homogeneous <italic>a,b,c &#x03F5; L</italic> we have that</p>
<disp-formula id="math114"><mml:math id="math_114" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_86"/>Let us see that the triple products are supersymmetric in the outer variables:</p>
<disp-formula id="math115"><mml:math id="math_115" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math116"><mml:math id="math_116" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Let us prove (JSP15). For homogeneous <italic>a, b, c</italic> &#x03F5; <italic>B</italic> and homogeneous <italic>x, y, z</italic> &#x03F5; <italic>L</italic>,</p>
<disp-formula id="math117"><mml:math id="math_117" display='block'><mml:mtext>&#xA0;-&#xA0;</mml:mtext><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced open="" close="]" separators="|"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="math118"><mml:math id="math_118" display='block'><mml:mtext>&#xA0;-&#xA0;</mml:mtext><mml:mtable columnspacing="0em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mspace width="-0.167em"/><mml:mo>[</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#xAF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#xAF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Therefore, (<italic>B</italic>, <italic>L</italic>/Ker<italic>B</italic>) is a Jordan superpair.</p>
<p><italic>Remark</italic> 5.3.4. Let <italic>a &#x03F5; L</italic><sub>0</sub> be a Jordan element or <italic>a &#x03F5; L</italic><sub>1</sub> with <inline-formula id="inline390"><mml:math id="inline_390" display='inline'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ad</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Then <italic>B</italic> = [<italic>a</italic>] = [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]] is an abelian inner ideal and we can build the subquotient ([<italic>a</italic>], <italic>L</italic>/Ker[<italic>a</italic>]). In this particular case, for homogeneous <italic>x, y, z &#x03F5; L</italic> the triple product</p>
<disp-formula id="math119"><mml:math id="math_119" display='block'><mml:mtable columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_87"/>coincides, up to a scalar, with the triple product we have already defined in [<italic>x</italic>], see Remark 5.1.3 when [<italic>a</italic>] is even and 5.2.2 when <italic>a</italic> is odd. In the following result we are going to prove that the Jordan superpair structures defined in this section and in the previous ones coincide.</p>
<p><bold>Corollary 5.3.5.</bold> <italic>Let L be a Lie superalgebra, take<italic>a</italic> &#x03F5; L</italic><sub>0</sub> <italic>with</italic> <inline-formula id="inline391"><mml:math id="inline_391" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>or<italic>a</italic> &#x03F5; <italic>L</italic><sub>1</sub> with</italic> <inline-formula id="inline392"><mml:math id="inline_392" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>and let us consider the subquotient associated to the abelian inner ideal</italic> [<italic>a</italic>].</p>
<list list-type="lower-alpha">
<list-item><p><italic>When<italic>a</italic> &#x03F5; L</italic><sub>0</sub>, <italic>if we consider the Jordan superpair structure induced on</italic> ([<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]], [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]]) <italic>by Remark 5.1.3, then the pair of maps</italic>
<disp-formula id="math120"><mml:math id="math_120" display='block'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>given by</italic>
<disp-formula id="math121"><mml:math id="math_121" display='block'><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>id</mml:mi><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>is an isomorphism of Jordan superpairs.</italic></p></list-item>
<list-item><p><italic>When a</italic> &#x03F5; <italic><italic>L</italic><sub>1</sub>, if we consider the Jordan superpair structure defined on</italic> ([<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]], [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]]) <italic>by5.2.3, then the pair of maps</italic>
<disp-formula id="math122"><mml:math id="math_122" display='block'><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>given by</italic>
<disp-formula id="math123"><mml:math id="math_123" display='block'><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>id</mml:mi><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>is an isomorphism of Jordan superpairs.</italic></p></list-item>
</list>
<p><italic>Proof.</italic> In both cases, the pair of maps given by</p>
<disp-formula id="math124"><mml:math id="math_124" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>and</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><target target-type="page" id="pges_88"/>for every <italic>x</italic> &#x03F5; <italic>L</italic>, are well defined (if [<italic>a</italic>, [<italic>a, x</italic>]] = [<italic>a</italic>, [<italic>a,y</italic>]], then [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>,<italic>x&#x2013;y</italic>]] = 0 implies <italic>x&#x2013;y</italic> &#x03F5; Ker[<italic>a</italic>]). They are clearly bijective. Let us see that they are Jordan superpair homomorphisms.</p>
<list list-type="lower-alpha">
<list-item><p>Suppose that <italic>a</italic> &#x03F5; <italic>L</italic><sub>0</sub> and take homogeneous <italic>x, y</italic>, <italic>z &#x03F5; L</italic>.</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p><disp-formula id="math125"><mml:math id="math_125" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item><p><disp-formula id="math126"><mml:math id="math_126" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list></list-item>
<list-item><p>Suppose that <italic>a</italic> &#x220A; <italic>L1</italic> and take homogeneous <italic>x, y, z</italic> &#x220A; <italic>L.</italic></p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p><disp-formula id="math127"><mml:math id="math_127" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item><p><disp-formula id="math128"><mml:math id="math_128" display='block'><mml:mtable columnspacing="0em" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Ker</mml:mi><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list></list-item>
</list>
</sec>
</body>
</book-part>
</book-body>
<book-back>
<book-part id="B1" book-part-type="chapter">
<book-part-meta>
<book-part-id book-part-id-type="publisher-id">URJC</book-part-id>
<title-group>
<title><target target-type="page" id="pges_89"/>RESULTS AND DISCUSSION</title>
</title-group>
</book-part-meta>
<body>
<p>In this thesis we have studied ad-nilpotent elements belonging to semiprime associative algebras with involution or prime associative superalgebras with superinvolution, and ad-nilpotent elements in Lie superalgebras. First, we have dealt with semiprime associative algebras with involution. In these algebras we have defined the notion of pure ad-nilpotent element; this notion will be a relevant definition throughout <xref ref-type="book-part" rid="c2">Chapter 2</xref> because it will allow us to give a more precise description of such elements, and to weaken the torsion conditions required to the whole algebra.</p>
<p>We have described the pure ad-nilpotent elements belonging to a semiprime associative algebra <italic>R</italic> with involution * and belonging to <italic>K</italic> := Skew(<italic>R</italic>, *). Indeed, if <italic>a</italic> is a pure ad-nilpotent element in <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>, with <italic>R</italic> free of <inline-formula id="inline393"><mml:math id="inline_393" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <italic>s</italic>-torsion, with <inline-formula id="inline394"><mml:math id="inline_394" display='inline'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, then there exists <italic>&#x03BB;</italic> in the extended centroid of <italic>R</italic> such that <italic>a</italic> &#x2014; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent of index <italic>s</italic>. On the other hand, if <italic>a</italic> is a pure ad-nilpotent element in <italic>K</italic> of index <italic>n</italic>, the description of <italic>a</italic> depends on the equivalence class of <italic>n</italic> modulo 4, and there are three posibilities: If <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 then the index of ad-nilpotence of <italic>a</italic> in <italic>R</italic> is greater than <italic>n</italic> and there exists a corner of <italic>R</italic> that satisfies a PI. If <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 then the index of ad-nilpotence of <italic>a</italic> in <italic>R</italic> is <italic>n</italic> and we can conclude that there exists <italic>&#x03BB;</italic> in the extended centroid such that <italic>a &#x2014; &#x03BB;</italic> is nilpotent. If <italic>n</italic> &#x2261;4 3 then <italic>a</italic> can be descomposed as an orthogonal sum of an ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> and another ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of index greater than <italic>n</italic>. It is important to note that in semiprime associative algebras the extended centroid is not a field, but it is a von Neumann regular ring.</p>
<p>In the next chapter, we have studied homogeneous ad-nilpotent elements in prime associative algebras <italic>R</italic> = <italic>R<sub>0</sub></italic>+R<sub>1</sub> with superinvolution *. We have started by studying the homogeneous ad-nilpotent elements <italic>a</italic> of index <italic>n</italic> in <italic>R</italic>. If <italic>a</italic> is even, since <italic>R</italic><sub>0</sub> is an algebra, we can use the above description of ad-nilpotent elements in associative algebras. Although it is an almost direct implication of the previous chapter, we have to deepen into the structure of the extended centroid <italic>C</italic>(<italic>R</italic>) to ensure that <italic>a &#x2014; &#x03BB;</italic> is nilpotent with <italic>&#x03BB;</italic> an even element in the extended centroid. On the other hand, if <italic>a</italic> &#x2208; <italic>R</italic><sub>1</sub>, we have focused on <italic>a</italic><sup>2</sup>. Thus, unlike the descriptions of even elements, two different cases appear: If <italic>n</italic> is even then <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x2208; <italic>R</italic><sub>0</sub> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <inline-formula id="inline395"><mml:math id="inline_395" display='inline'><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> which implies that there exists <italic>&#x03BB;</italic> &#x2208; <italic>C</italic>(<italic>R</italic>)<sub>0</sub> such that <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x2014; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline396"><mml:math id="inline_396" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>. <target target-type="page" id="pges_90"/>If <italic>n</italic> is odd then <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <inline-formula id="inline397"><mml:math id="inline_397" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and hence <italic>a</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline398"><mml:math id="inline_398" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>Continuing in the super setting, we have described the homogeneous ad-nilpotent elements <italic>a</italic> &#x2208; <italic>K</italic> := Skew(<italic>R</italic>, *) of index <italic>n</italic> of <italic>K</italic>. Once we have shown that any homogeneous ad-nilpotent element of <italic>K</italic> is either an ad-nilpotent element of <italic>R</italic> of the same index or nilpotent, we can describe these elements in depth. This description depends on the parity of the element: In the even case, the proof and the description is strongly supported by the non-super case. While, in the odd case, we will focus on <italic>a</italic><sup>2</sup> and thus use the description of even ad-nilpotent elements. More precisely, if <italic>a</italic> &#x2208; <italic>K</italic><sub>1</sub> is an ad-nilpotent element of <italic>K</italic> of index <italic>n</italic> and <italic>R</italic> has characteristic <italic>p</italic> &#x003E; <italic>n</italic>, there are seven possibilities depending on the equivalence class of <italic>n</italic> modulo 8:</p>
<list list-type="order">
<list-item><p>If <italic>n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 0 then <italic>a</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline399"><mml:math id="inline_399" display='inline'><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> + 1 and <inline-formula id="inline400"><mml:math id="inline_400" display='inline'><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> (so <inline-formula id="inline401"><mml:math id="inline_401" display='inline'><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup></mml:math></inline-formula> is a commutative trivial local superalgebra).</p></list-item>
<list-item><p>If <italic>n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 1 then <inline-formula id="inline402"><mml:math id="inline_402" display='inline'><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, and <italic>a</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline403"><mml:math id="inline_403" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>.</p></list-item>
<list-item><p>If <italic>n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 2 then there exists <italic>&#x03BB;</italic>, a skew-symmetric element in the extended centroid, such that <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x2014; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline404"><mml:math id="inline_404" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>.</p></list-item>
<list-item><p>If <italic>n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 5 then <inline-formula id="inline405"><mml:math id="inline_405" display='inline'><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, and <italic>a</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline406"><mml:math id="inline_406" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>.</p></list-item>
<list-item><p>If <italic>n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 6 then there exists <italic>&#x03BB;</italic>, a skew-symmetric element in the extended centroid, such that <italic>a</italic><sup>2</sup> &#x2014; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline407"><mml:math id="inline_407" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <italic>a</italic> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n.</italic></p></list-item>
<list-item><p>If <italic>n</italic> &#x2208;<sub>8</sub> 7 then <italic>a</italic> is nilpotent of index <inline-formula id="inline408"><mml:math id="inline_408" display='inline'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic>+2 and <inline-formula id="inline409"><mml:math id="inline_409" display='inline'><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for every homogeneous <italic>k &#x2208; K</italic> (so <inline-formula id="inline410"><mml:math id="inline_410" display='inline'><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup></mml:math></inline-formula> is a commutative trivial local superalgebra).</p></list-item>
<list-item><p>The cases <italic>n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 3 and <italic>n</italic> &#x2261;<sub>8</sub> 4 do not occur.</p></list-item>
</list>
<p><target target-type="page" id="pges_91"/>Afterwards, we have given examples of elements fitting these descriptions. Our examples are matrices considered in the superalgebra <italic>M</italic>(<italic>r</italic>|<italic>s</italic>) over a field with a nontrivial superinvolution. Although these examples are considered in superalgebras, restricting to the even part yields examples in the non-super setting. These examples allow us to ensure that all the cases appearing in our descriptions hold.</p>
<p>Finally, in <xref ref-type="book-part" rid="c5">Chapter 5</xref>, given any Lie superalgebra over &#x03A6; with <inline-formula id="inline411"><mml:math id="inline_411" display='inline'><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>6</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x3A6;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, we have studied the even ad-nilpotent elements of index 3 and the odd ad-nilpotent elements of index 4. For the even elements it is possible to associate a Jordan superalgebra to the initial Lie superalgebra by transferring to super setting the existing result in Lie and Jordan algebras due to A. Fern&#x00E1;ndez, E. Garc&#x00ED;a and M. G&#x00F3;mez Lozano in [<xref ref-type="bibr" rid="CIT24">24</xref>]. However, for odd ad-nilpotent elements of index 4 we have obtained a Jordan superpair. We have also introduced the notion of subquotient of a Lie superalgebra associated to an abelian inner ideal. Furthermore, the subquotient of a Lie superalgebra associated to an abelian inner ideal is a Jordan superpair, generalizing the structure defined above by the homogeneous ad-nilpotent elements.</p>
<sec id="secB_1">
<title><bold>Future work</bold></title>
<p>We have studied homogeneous ad-nilpotent elements in prime associative superalgebras but we can also study these descriptions in semiprime associative superalgebras. We note that the main difficulty of working on semiprime superalgebras is that the extended centroid drops the property of its elements being invertible with all that this entails. Another possibility could be to study these descriptions for non-homogeneous ad-nilpotent elements.</p>
<p>On the other hand, the subquotients of a Lie superalgebra associated to an abelian inner ideal could be a starting point to study the concept of socle and a Wedderburn-Artin theory for Lie superalgebras following the ideas of C. Draper, A. Fern&#x00E1;ndez, E. Garc&#x00ED;a, and M. G&#x00F3;mez Lozano [<xref ref-type="bibr" rid="CIT22">22</xref>]. Some other future research could be to study the relationship between Jordan superstructures and Leibniz superalgebras, as <italic>R</italic>. Vel&#x00E1;squez and <italic>R</italic>. Felipe have done in the algebra settings [<xref ref-type="bibr" rid="CIT65">65</xref>].</p>
</sec>
</body>
</book-part>
<book-part id="B2" book-part-type="chapter">
<book-part-meta>
<book-part-id book-part-id-type="publisher-id">URJC</book-part-id>
<title-group>
<title><target target-type="page" id="pges_92"/><target target-type="page" id="pges_93"/>GENERAL CONCLUSIONS</title>
</title-group>
</book-part-meta>
<body>
<p>The main conclusions of this thesis can be summarized as follows:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>We have defined the notion of pure ad-nilpotent element in <xref ref-type="book-part" rid="c2">Chapter 2</xref>. The extended centroid plays an important role in this definition. It is a technical condition, since every ad-nilpotent element can be expressed as an orthogonal sum of pure ad-nilpotent elements of decreasing indices. Furthermore, this definition allows us to give a more precise description of such elements, and to weaken the torsion conditions required to the whole algebra. For more details we refer the reader to Section 2.1.</p></list-item>
<list-item><p>We have proved that for any pure ad-nilpotent element <italic>a</italic> in a semiprime associative algebra <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> with <italic>R</italic> free of <inline-formula id="inline412"><mml:math id="inline_412" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <italic>s</italic>-torsion, where <inline-formula id="inline413"><mml:math id="inline_413" display='inline'><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, there exists <italic>&#x03BB;</italic> in the extended centroid such that <italic>a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent of index s. This fact is proved in the Theorem 2.2.4. We have weakened the conditions of Theorem [<xref ref-type="bibr" rid="CIT54">54</xref>, Theorem 1.3].</p></list-item>
<list-item><p>Considering a semiprime associative algebra <italic>R</italic> with involution * we have described any skew-symmetric pure ad-nilpotent element <italic>a</italic> of index <italic>n</italic> depending on <italic>n</italic> modulo 4: If <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 then the indexes of ad-nilpotence of <italic>a</italic> in <italic>R</italic> and <italic>K</italic> do not coincide and there exists a corner of <italic>R</italic> satisfying a PI. If <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1 then the indexes of ad-nilpotence of <italic>a</italic> in <italic>R</italic> and <italic>K</italic> coincide and there exists <italic>&#x03BB;</italic> in the extended centroid such that <italic>a</italic> &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent. If <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 then we can decompose <italic>a</italic> in an orthogonal sum <italic>a</italic> = <italic>a</italic><sub>1</sub> + <italic>a</italic><sub>2</sub> such that, if <italic>a</italic><sub>1</sub> &#x2260; 0, <italic>a</italic><sub>1</sub> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> (so there exists <italic>&#x03BB;</italic> in the extended centroid such that <italic>a</italic><sub>1</sub> &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic> is nilpotent) and, if <italic>a</italic><sub>2</sub> &#x2260; 0, <italic>a</italic><sub>2</sub> is ad-nilpotent of <italic>R</italic> of index <italic>n</italic> + 2 (therefore there exists a corner of <italic>R</italic> that satisfies a PI). The case <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2 cannot occur. This description has been proved in Theorem 2.3.6.</p></list-item>
<list-item><p>In the same spirit as in the non-super setting, we have given descriptions of ad-nilpotent elements in prime associative superalgebras with superinvolution. These descriptions relate the index of ad-nilpotence of a homogeneous element with its nilpotence index. An important remark related with these descriptions is that every ad-nilpotent element has a minimal polinomial in the central closure with one root in the extended centroid. We refer readers to Theorems 3.1.2, 3.2.4, 3.2.5 for more details.</p></list-item>
<list-item><p>To conclude our study about ad-nilpotent elements in associative algebras and superalgebras, in <xref ref-type="book-part" rid="c4">Chapter 4</xref>, we have given examples of elements <target target-type="page" id="pges_94"/>appearing in these descriptions. The examples are matrices considered in the associative superalgebra <italic>M</italic>(<italic>r|</italic><italic>s</italic>) over a field with a nontrivial superinvolution. Although we have considered a superalgebra, we also provide examples for descriptions of ad-nilpotent elements in associative algebras when we restrict the examples to the even part of the matrices <italic>M</italic>(<italic>r|</italic><italic>s</italic>).</p></list-item>
<list-item><p>For a Lie superalgebra <italic>L</italic> with an even ad-nilpotent element <italic>a</italic> of index 3 we have shown that ([<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>L</italic>]], &#x00B7;) with a new product &#x00B7; defined by [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>x</italic>]] &#x00B7; [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>y</italic>]] := &#x00BD;[<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, [<italic>x</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>y</italic>]] is a Jordan superalgebra isomorphic to <italic>L</italic><sub><italic>a</italic></sub> = <italic>L</italic><sup>(<italic>a</italic>)</sup>/Ker<sub><italic>L</italic></sub>(<italic>a</italic>) where <italic>L</italic><sup>(<italic>a</italic>)</sup> = (<italic>L</italic>, &#x2022;) with <italic>x</italic> &#x2022; <italic>y</italic> := [<italic>x</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>y</italic>]] and Ker<sub><italic>L</italic></sub>(<italic>a</italic>) := {<italic>x</italic> &#x2208; <italic>L</italic> | [<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, <italic>x</italic>]] = 0}. This result has been proved in Proposition 5.1.2.</p></list-item>
<list-item><p>However, for a Lie superalgebra with an odd ad-nilpotent element the same construction gives a super anticommutative superalgebra, hence it cannot be a Jordan superalgebra. Instead, we have proved that it is possible to construct a Jordan superpair, see 5.2.3.</p></list-item>
<list-item><p>Finally, we have defined the subquotient of a Lie superalgebra associated to an abelian inner ideal and we have proved that it is a Jordan superpair (Proposition 5.3.3). Moreover, we have shown that the subquotient corresponds to the construction made before (Corollary 5.3.5).</p></list-item>
</list>
</body>
</book-part>
<book-part id="B3" book-part-type="chapter">
<book-part-meta>
<book-part-id book-part-id-type="publisher-id">URJC</book-part-id>
<title-group>
<title><target target-type="page" id="pges_95"/>RESUMEN DE LA TESIS EN CASTELLANO</title>
</title-group>
</book-part-meta>
<body>
<p>Esta tesis se enmarca en el estudio de los elementos ad-nilpotentes en &#x00E1;lgebras y super&#x00E1;lgebras asociativas con involuci&#x00F3;n y superinvoluci&#x00F3;n y elementos ad-nilpotentes en super&#x00E1;lgebras de Lie. La primera parte encaja con la rama de teor&#x00ED;a de Herstein que estudia las derivaciones internas nilpotentes en &#x00E1;lgebras. Son muchos los estudios sobre este &#x00E1;rea, destacando para nuestro trabajo los art&#x00ED;culos de W. S. Martindale y C. <italic>R</italic>. Miers [<xref ref-type="bibr" rid="CIT55">55</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="CIT56">56</xref>] y de T. K. Lee [<xref ref-type="bibr" rid="CIT54">54</xref>]. Posteriormente, en la segunda parte, estudiamos c&#x00F3;mo asociar estructuras Jordan a una superalgebra de Lie, siguiendo la idea del art&#x00ED;culo de A. Fern&#x00E1;ndez, E. Garc&#x00ED;a y M. G&#x00F3;mez Lozano [<xref ref-type="bibr" rid="CIT24">24</xref>].</p>
<sec id="secC_1">
<title><bold>Objetivos</bold></title>
<p>Se han desarrollado tres objetivos a lo largo de esta tesis, todos con la misma premisa, trabajar con elementos ad-nilpotentes. En primera instancia buscamos describir detalladamente los elementos ad-nilpotentes en &#x00E1;lgebras asociativas <target target-type="page" id="pges_96"/>semiprimas con involuci&#x00F3;n. En el segundo objetivo, trasladamos el estudio que hemos realizado previamente sobre &#x00E1;lgebras asociativas semiprimas a las super&#x00E1;lgebras asociativas primas, es decir, se pretende dar una descripci&#x00F3;n con detalle an&#x00E1;loga para los elementos ad-nilpotentes homog&#x00E9;neos. Y por &#x00FA;ltimo, asociamos a una super&#x00E1;lgebra de Lie con un elemento ad-nilpotente de cierto &#x00ED;ndice una super estructura de Jordan.</p>
</sec>
<sec id="secC_2">
<title><bold>Metodolog&#x00ED;a</bold></title>
<p>Para desarrollar los dos primeros objetivos hemos trabajado en el marco de las &#x00E1;lgebras semiprimas con involuci&#x00F3;n y en las super&#x00E1;lgebras asociativas primas con superinvoluci&#x00F3;n. Adem&#x00E1;s, el centroide extendido tendr&#x00E1; una importancia esencial en esta tesis. Para el &#x00FA;ltimo de los objetivos, hemos trabajado con super estructuras no asociativas como las super&#x00E1;lgebras de Jordan y Lie, que se definen mediante la envolvente de Grassmann, y super pares de Jordan. Podemos destacar el alto contenido combinatorio a lo largo de toda la tesis.</p>
</sec>
<sec id="secC_3">
<title><bold>Resultados</bold></title>
<p>Hemos abarcado con &#x00E9;xito los tres objetivos iniciales. En primer lugar, hemos des crito con detalle los elementos ad-nilpotentes pertenecientes a un &#x00E1;lgebra asociativa semiprima. Adem&#x00E1;s, se ha conseguido reducir la torsi&#x00F3;n en la clasificaci&#x00F3;n de los elementos ad-nilpotentes en &#x00E1;lgebras asociativas semiprimas con involuci&#x00F3;n gracias al nuevo concepto de elemento ad-nilpotente puro, introducido en esta tesis. Se ha pasado de pedir libre de <italic>n</italic>! torsi&#x00F3;n para un elemento ad-nilpotente de &#x00ED;ndice <italic>n</italic> a pedir libre de <inline-formula id="inline414"><mml:math id="inline_414" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> y <italic>s</italic> torsi&#x00F3;n con <inline-formula id="inline415"><mml:math id="inline_415" display='inline'><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Por otra parte, para los elementos ad-nilpotentes antisim&#x00E9;tricos de una &#x00E1;lgebra asociativa semiprima, <italic>R</italic>, con involuci&#x00F3;n, *, hemos dado una descripci&#x00F3;n que depende de su &#x00ED;ndice de ad-nilpotencia m&#x00F3;dulo 4. En esta descripci&#x00F3;n podemos destacar lo siguiente: Si un elemento antisim&#x00E9;trico, <italic>a</italic>, es ad-nilpotente tal que su &#x00ED;ndice de ad-nilpotencia sobre <italic>K</italic> := Skew(<italic>R</italic>, *) y <italic>R</italic> no coinciden, es decir, <inline-formula id="inline416"><mml:math id="inline_416" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> pero <inline-formula id="inline417"><mml:math id="inline_417" display='inline'><mml:msubsup><mml:mi>ad</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, (s&#x00F3;lo puede ocurrir para los &#x00ED;ndices de ad-nilpotencia sobre <italic>K</italic> congruentes con 0 &#x00F3; 3 m&#x00F3;dulo 4) entonces un cierto corner del &#x00E1;lgebra verifica una PI y por tanto el &#x00E1;lgebra inicial satisface una GPI. Estos resultados se han desarrollado a lo largo del cap&#x00ED;tulo 2 y han originado un art&#x00ED;culo que ya esta publicado en la revista <italic>Bulletin of the Malaysian Mathematical Sciences Society</italic> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT12">12</xref>]). El segundo objetivo, describir en super&#x00E1;lgebras asociativas primas con superinvoluci&#x00F3;n las derivaciones internas nilpotentes, tambi&#x00E9;n se ha resuelto positivamente en el cap&#x00ED;tulo 3. Esta descripci&#x00F3;n depende a su vez de la paridad del elemento homog&#x00E9;neo: Si el elemento es par se rescata en gran medida lo desarrollado en el cap&#x00ED;tulo anterior sobre &#x00E1;lgebras asociativas ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT12">12</xref>]). Sin embargo, si el elemento es impar se trabajar&#x00E1; sobre el cuadrado del elemento, que es un elemento ad-nilpotente par, y se le aplicar&#x00E1; la descripci&#x00F3;n de los elementos ad-nilpotentes pares. Este cap&#x00ED;tulo ha dado lugar a un art&#x00ED;culo que est&#x00E1; publicado on-line en la revista <italic>Linear and Multilinear Algebra</italic> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT28">28</xref>]). En el cap&#x00ED;tulo 4, se han dado ejemplos para cada uno de los casos que aparecen en las descripciones de los elementos, tanto en &#x00E1;lgebras como en super&#x00E1;lgebras, demostrando as&#x00ED; que estas descripciones no son triviales. Por &#x00FA;ltimo, en el cap&#x00ED;tulo 5, hemos asociado una superestructura Jordan a una super&#x00E1;lgebra de Lie con un elemento ad-nilpotente homog&#x00E9;neo, <italic>a</italic>, de &#x00ED;ndice 3 &#x00F3; 4, seg&#x00FA;n su paridad. Adem&#x00E1;s, el super par de Jordan que construimos siguiendo la filosof&#x00ED;a del art&#x00ED;culo de A. Fern&#x00E1;ndez, E. Garc&#x00ED;a y M. G&#x00F3;mez Lozano [<xref ref-type="bibr" rid="CIT24">24</xref>] coincide con el subcociente de la superalgebra de Lie asociado a un ideal interno abeliano [<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]]. Este &#x00FA;ltimo cap&#x00ED;tulo ha sido publicado y puede consultarse en la revista <italic>Communications in Algebra</italic> ([<xref ref-type="bibr" rid="CIT30">30</xref>]).</p>
</sec>
<sec id="secC_4">
<title><bold>Conclusiones</bold></title>
<p>Las principales conclusiones de esta tesis se pueden resumir de la siguiente manera:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>Hemos definido la noci&#x00F3;n de elemento ad-nilpotente puro en el cap&#x00ED;tulo 2. El centroide extendido juega un papel muy importante en esta definici&#x00F3;n. <target target-type="page" id="pges_97"/>Es una condici&#x00F3;n t&#x00E9;cnica, ya que todo elemento ad-nilpotente puede ser expresado como una suma ortogonal de elementos ad-nilpotentes puros de &#x00ED;ndices decrecientes. Adem&#x00E1;s, esta definici&#x00F3;n nos permite dar una descripci&#x00F3;n m&#x00E1;s precisa de dichos elementos, y debilitar las condiciones de torsi&#x00F3;n del &#x00E1;lgebra. Para m&#x00E1;s detalles consultar la secci&#x00F3;n 2.1.</p></list-item>
<list-item><p>Hemos probado que para cualquier elemento ad-nilpotente puro <italic>a</italic> en un &#x00E1;lgebra asociativa semiprima <italic>R</italic> de &#x00ED;ndice <italic>n</italic> con <italic>R</italic> libre de <inline-formula id="inline418"><mml:math id="inline_418" display='inline'><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac linethickness="0"><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></inline-formula> y <italic>s</italic>-torsi&#x00F3;n, donde <inline-formula id="inline419"><mml:math id="inline_419" display='inline'><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:math></inline-formula>, existe <italic>&#x03BB;</italic> en el centroide extendido tal que <italic>a</italic> &#x2014; <italic>&#x03BB;</italic> es nilpotente de &#x00ED;ndice <italic>s</italic>. Este hecho se demuestra en el Teorema 2.2.4. Hemos debilitado las condiciones del Teorema [<xref ref-type="bibr" rid="CIT54">54</xref>, Theorem 1.3].</p></list-item>
<list-item><p>Considerando un &#x00E1;lgebra asociativa semiprima <italic>R</italic> con involuci&#x00F3;n *, hemos descrito cualquier elemento antisim&#x00E9;trico ad-nilpotente puro <italic>a</italic> de &#x00ED;ndice <italic>n</italic> dependiendo de <italic>n</italic> en m&#x00F3;dulo 4. Si <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 0 entonces los &#x00ED;ndices de ad-nilpotente de <italic>a</italic> en <italic>R</italic> y en <italic>K</italic> no coinciden y existe un corner de <italic>R</italic> que satisface una PI. Si <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 1 entonces los &#x00ED;ndices de ad-nilpotencia de <italic>a</italic> en <italic>R</italic> y <italic>K</italic> coinciden y existe <italic>&#x03BB;</italic> en el centroide extendido tal que <italic>a</italic> &#x2014; <italic>&#x03BB;</italic> es nilpotente. Si <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 3 entonces podemos descomponer <italic>a</italic> en una suma ortogonal <italic>a</italic> = <italic>a</italic><sub>1</sub> + <italic><sub>2</sub></italic> tal que, si <italic>a</italic><sub>1</sub> &#x2260; 0, <italic>a</italic><sub>1</sub> es ad-nilpotente de <italic>R</italic> de &#x00ED;ndice <italic>n</italic> (y por tanto existe <italic>&#x03BB;</italic> en el centroide extendido tal que <italic>a</italic><sub>1</sub> &#x2013; <italic>&#x03BB;</italic> es nilpotente) y, si <italic>a</italic><sub>2</sub> &#x2260; 0, <italic>a</italic><sub>2</sub> es ad-nilpotente de <italic>R</italic> de &#x00ED;ndice <italic>n</italic> + 2 (y entonces existe un corner de <italic>R</italic> que satisface una PI). El caso <italic>n</italic> &#x2261;<sub>4</sub> 2 no puede ocurrir. Esta descripci&#x00F3;n se ha demostrado en el Teorema 2.3.6.</p></list-item>
<list-item><p>Siguiendo la misma idea que en el ambiente no super, hemos dado una descripci&#x00F3;n de elementos ad-nilpotentes en superalgebras asociativas primas con superinvoluci&#x00F3;n. Estas descripciones relacionan el &#x00ED;ndice de ad-nilpotencia de un elemento homog&#x00E9;neo con su &#x00ED;ndice de nilpotencia. Una observaci&#x00F3;n importante sobre estas descripciones es que todo elemento ad-nilpotente tiene un polinomio minimal en la clausura central con una &#x00FA;nica ra&#x00ED;z perteneciente al centroide extendido. Para m&#x00E1;s detalles ver los teoremas 3.1.2, 3.2.4 y 3.2.5.</p></list-item>
<list-item><p>Para terminar nuestro estudio sobre elementos ad-nilpotentes en &#x00E1;lgebras y super&#x00E1;lgebras asociativas, en el cap&#x00ED;tulo 4, hemos dado ejemplos de cada uno de los casos que aparecen en estas descripciones. Los ejemplos son matrices consideradas en la super&#x00E1;lgebra asociativa <italic>M</italic>(<italic>r</italic>|<italic>s</italic>) sobre un cuerpo con una superinvoluci&#x00F3;n no trivial. Aunque hemos considerado una super&#x00E1;lgebra, tambi&#x00E9;n se construyen ejemplos para las descripciones de los elementos ad-nilpotentes en &#x00E1;lgebras asociativas cuando restringimos los ejemploes a la parte par de las matrices <italic>M</italic>(<italic>r</italic>|<italic>s</italic>).</p></list-item>
<list-item><p><target target-type="page" id="pges_98"/>Para una super&#x00E1;lgebra de Lie <italic>L</italic> con un elemento ad-nilpotente par <italic>a</italic> de &#x00ED;ndice 3 hemos demostrado que ([<italic>a</italic>, [<italic>a, L</italic>]], &#x2027;) con un nuevo producto &#x2027; definido por [<italic>a</italic>, [<italic>a, x</italic>]] &#x2027; [<italic>a</italic>, [<italic>a, y</italic>]] := <inline-formula id="inline420"><mml:math id="inline_420" display='inline'><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>[<italic>a</italic>, [<italic>a</italic>, [<italic>x</italic>, [<italic>a, y</italic>]] es una super&#x00E1;lgebra de Jordan isomorfa a <italic>L</italic><sub><italic>a</italic></sub> = <italic>L</italic><sup>(<italic>a</italic>)</sup>/Ker<sub><italic>l</italic></sub>(a) donde <italic>L</italic><sup>(<italic>a</italic>)</sup> = (<italic>L</italic>, &#x2022;) con <italic>x</italic> &#x2022; <italic>y</italic> := [<italic>x</italic>, [<italic>a, y</italic>]] y Ker<sub><italic>l</italic></sub>(<italic>a</italic>) := {<italic>x</italic> &#x2208; <italic>L</italic> | [<italic>a</italic>, [<italic>a, x</italic>]] = 0}. Este resultado se ha demostrado en la Proposici&#x00F3;n 5.1.2.</p></list-item>
<list-item><p>Sin embargo, para una super&#x00E1;lgebra de Lie con un elemento ad-nilpotente impar, la misma construcci&#x00F3;n genera una super&#x00E1;lgebra anticonmutativa, y por tanto no puede ser una super&#x00E1;lgebra de Jordan. Se demuestra que esta construcci&#x00F3;n es un superpar de Jordan, ver 5.2.3.</p></list-item>
<list-item><p>Finalmente, hemos definido el subcociente de una super&#x00E1;lgebra de Lie asociada a un ideal interno abeliano y hemos probado que es un superpar de Jordan (Proposici&#x00F3;n 5.3.3). Adem&#x00E1;s, hemos demostrado que el subcociente coincide con la construcci&#x00F3;n realizada anteriormente (Corolario 5.3.5).</p></list-item>
</list>
</sec>
</body>
</book-part>
<ref-list id="R1">
<title><target target-type="page" id="pges_99"/><bold>BIBLIOGRAPHY</bold></title>
<ref id="CIT1"><label>[1]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="autho2"><name><surname>Anquela</surname> <given-names>Jos&#x00E9; A.</given-names></name><x> and </x><name><surname>Cort&#x00E9;s</surname> <given-names>Teresa</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Local-to-global inheritance of primitivity in Jordan algebras</article-title><x>. </x><source><italic>Arch. Math. (Basel)</italic></source><x>, </x><volume>70</volume><x>(</x><issue>3</issue><x>):</x><fpage>219</fpage><x>-</x><lpage>227</lpage><x>, </x><year>1998</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT2"><label>[2]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Anquela</surname> <given-names>Jos&#x00E9; A.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Cort&#x00E9;s</surname> <given-names>Teresa</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Montaner</surname> <given-names>Fernando</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Local inheritance in Jordan algebras</article-title><x>. </x><source><italic>Arch. Math. (Basel)</italic></source><x>, </x><volume>64</volume><x>(</x><issue>5</issue><x>):</x><fpage>393</fpage><x>-</x><lpage>401</lpage><x>, </x><year>1995</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT3"><label>[3]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Baxter</surname> <given-names>Willard E.</given-names></name><x> and </x><name><surname>Martindale</surname> <given-names>Wallace S., III</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>The extended centroid in *-prime rings</article-title><x>. </x><source><italic>Comm. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>10</volume><x>(</x><issue>8</issue><x>):</x><fpage>847</fpage><x>-</x><lpage>874</lpage><x>, </x><year>1982</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT4"><label>[4]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Beidar</surname> <given-names>K. I.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Bre&#x0161;ar</surname> <given-names>M.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Chebotar</surname> <given-names>M. A.</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Martindale</surname> <given-names>W. S.</given-names></name></person-group><x>, </x><edition>3rd</edition><x>. </x><article-title>On Herstein&#x2019;s Lie map conjectures. II</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>238</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>239</fpage><x>-</x><lpage>264</lpage><x>, </x><year>2001</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT5"><label>[5]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Beidar</surname> <given-names>K. I.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Bre&#x0161;ar</surname> <given-names>M.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Chebotar</surname> <given-names>M. A.</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Martindale</surname> <given-names>W. S.</given-names></name></person-group><x>, </x><edition>3rd</edition><x>. </x><article-title>On Herstein&#x2019;s Lie map conjectures. III</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>249</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>59</fpage><x>-</x><lpage>94</lpage><x>, </x><year>2002</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT6"><label>[6]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Beidar</surname> <given-names>K. I.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Bre&#x0161;ar</surname> <given-names>M.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Chebotar</surname> <given-names>M. A.</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Martindale</surname> <given-names>W. S.</given-names></name></person-group><x>, </x><article-title>III. On Herstein&#x2019;s Lie map conjectures. I</article-title><x>. </x><source><italic>Trans. Amer. Math. Soc.</italic></source><x>, </x><volume>353</volume><x>(</x><issue>10</issue><x>):</x><fpage>4235</fpage><x>-</x><lpage>4260</lpage><x>, </x><year>2001</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT7"><label>[7]</label> <mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Beidar</surname> <given-names>K. I.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Martindale</surname> <given-names>W. S., III</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Mikhalev</surname> <given-names>A. V.</given-names></name></person-group><x>. </x><source><italic>Rings with generalized identities, volume 196 of Monographs and Textbooks in Pure and Applied Mathematics</italic></source><x>. </x><publisher-name>Marcel Dekker, Inc.</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc>, <year>1996</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT8"><label>[8]</label> <mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bre&#x0161;ar</surname> <given-names>Matej</given-names></name><x>, </x><name><surname>Chebotar</surname> <given-names>Mikhail A.</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Martindale</surname> <given-names>Wallace S., III</given-names></name></person-group><x>. </x><source><italic>Functional identities.</italic></source> <chapter-title>Frontiers in Mathematics. Birkh&#x00E4;user Verlag</chapter-title>, <publisher-loc>Basel</publisher-loc>, <year>2007</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT9"><label>[9]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bre&#x0161;ar</surname> <given-names>Matej</given-names></name><x> and </x><name><surname>&#x0160;penko</surname> <given-names>&#x0160;pela</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Functional identities in one variable</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>401</volume><x>:</x><fpage>234</fpage><x>-</x><lpage>244</lpage><x>, </x><year>2014</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT10"><label>[10]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Brox</surname> <given-names>J.</given-names></name><x>, </x><name><surname>L&#x00F3;pez</surname> <given-names>A. Fern&#x00E1;ndez</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Lozano</surname> <given-names>M. G&#x00F3;mez</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Clifford elements in Lie algebras</article-title><x>. </x><source><italic>J. Lie Theory</italic></source><x>, </x><volume>27</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>283</fpage><x>-</x><lpage>296</lpage><x>, </x><year>2017</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT11"><label>[11]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Brox</surname> <given-names>J.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Garc&#x00ED;a</surname> <given-names>E.</given-names></name><x>, </x><name><surname>G&#x00F3;mez</surname> <given-names>Lozano M.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Alc&#x00E1;zar</surname> <given-names>R. Mu&#x00F1;oz</given-names></name><x>, and </x><name><surname>de Salas</surname> <given-names>G. Vera</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Ad-nilpotent elements of skew-index in semiprime associative algebras with involution</article-title><x>. </x><source><italic>Submitted.</italic></source></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT12"><label>[12]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Brox</surname> <given-names>J.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Garc&#x00ED;a</surname> <given-names>E.</given-names></name><x>, </x><name><surname>G&#x00F3;mez</surname> <given-names>Lozano M.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Alc&#x00E1;zar</surname> <given-names>R. Mu&#x00F1;oz</given-names></name><x>, and </x><name><surname>de Salas</surname> <given-names>G. Vera</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>A description of ad-nilpotent elements in semiprime rings with involution</article-title><x>. </x><source><italic>Bull. Malays. Math. Sci. Soc.</italic></source><x>, </x><volume>44</volume><x>(</x><issue>4</issue><x>):</x><fpage>2577</fpage><x>-</x><lpage>2602</lpage><x>, </x><year>2021</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT13"><label>[13]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><target target-type="page" id="pges_100"/><person-group person-group-type="author"><name><surname>Brox</surname> <given-names>Jose</given-names></name><x>, </x><name><surname>Garc&#x00ED;a</surname> <given-names>Esther</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Lozano</surname> <given-names>Miguel G&#x00F3;mez</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Jordan algebras at Jordan elements of semiprime rings with involution</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>468</volume><x>:</x><fpage>155</fpage><x>-</x><lpage>181</lpage><x>, </x><year>2016</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT14"><label>[14]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chuang</surname> <given-names>Chen-Lian</given-names></name><x> and </x><name><surname>Lee</surname> <given-names>Tsiu-Kwen</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Nilpotent derivations</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>287</volume><x>(</x><issue>2</issue><x>):</x><fpage>381</fpage><x>-</x><lpage>401</lpage><x>, </x><year>2005</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT15"><label>[15]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chung</surname> <given-names>L. O.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Nil derivations</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>95</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>20</fpage><x>-</x><lpage>30</lpage><x>, </x><year>1985</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT16"><label>[16]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chung</surname> <given-names>L. O.</given-names></name><x> and </x><name><surname>Luh</surname> <given-names>Jiang</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Nilpotency of derivations</article-title><x>. </x><source><italic>Canad. Math. Bull.</italic></source><x>, </x><volume>26</volume><x>(</x><issue>3</issue><x>):</x><fpage>341</fpage><x>-</x><lpage>346</lpage><x>, </x><year>1983</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT17"><label>[17]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chung</surname> <given-names>L. O.</given-names></name><x> and </x><name><surname>Luh</surname> <given-names>Jiang</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Corrigendum ti the paper: &#x201C;nilpotency of derivations&#x201D;</article-title><x>. </x><source><italic>Canad. Math. Bull.</italic></source><x>, </x><volume>29</volume><x>(</x><issue>3</issue><x>):</x><fpage>383</fpage><x>-</x><lpage>384</lpage><x>, </x><year>1986</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT18"><label>[18]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chung</surname> <given-names>Lung O.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Kobayashi</surname> <given-names>Yuji</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Luh</surname> <given-names>Jiang</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Remark on nilpotency of derivations</article-title><x>. </x><source><italic>Proc. Japan Acad. Ser. A Math. Sci.</italic></source><x>, </x><volume>60</volume><x>(</x><issue>9</issue><x>):</x><fpage>329</fpage><x>-</x><lpage>330</lpage><x>, </x><year>1984</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT19"><label>[19]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>D&#x2019;Amour</surname> <given-names>Alain</given-names></name><x> and </x><name><surname>McCrimmon</surname> <given-names>Kevin</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>The local algebras of Jordan systems</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>177</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>199</fpage><x>-</x><lpage>239</lpage><x>, </x><year>1995</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT20"><label>[20]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>D&#x2019;Amour</surname> <given-names>Alain</given-names></name><x> and </x><name><surname>McCrimmon</surname> <given-names>Kevin</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>The structure of quadratic Jordan systems of Clifford type</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>234</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>31</fpage><x>-</x><lpage>89</lpage><x>, </x><year>2000</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT21"><label>[21]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Filippis</surname> <given-names>V. De</given-names></name><x>, </x><name><surname>Rehman</surname> <given-names>N.</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Raza</surname> <given-names>M. A.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Strong commutativity preserving skew derivations in semiprime rings</article-title><x>. </x><source><italic>Bull. Malays. Math. Sci. Soc.</italic></source><x>, </x><volume>41</volume><x>(</x><issue>4</issue><x>):</x><fpage>1819</fpage><x>-</x><lpage>1834</lpage><x>, </x><year>2018</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT22"><label>[22]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Draper</surname> <given-names>Cristina</given-names></name><x>, </x><name><surname>L&#x00F3;pez</surname> <given-names>Antonio Fern&#x00E1;ndez</given-names></name><x>, </x><name><surname>Garc&#x00ED;a</surname> <given-names>Esther</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Lozano</surname> <given-names>Miguel G&#x00F3;mez</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>The socle of a nondegenerate Lie algebra</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>319</volume><x>(</x><issue>6</issue><x>):</x><fpage>2372</fpage><x>-</x><lpage>2394</lpage><x>, </x><year>2008</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT23"><label>[23]</label> <mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>L&#x00F3;pez</surname> <given-names>Antonio Fern&#x00E1;ndez</given-names></name></person-group><x>. </x><source>Jordan structures in Lie algebras, volume 240 of Mathematical Surveys and Monographs.</source> <publisher-name>American Mathematical Society</publisher-name>, <publisher-loc>Providence, RI</publisher-loc>, <year>2019</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT24"><label>[24]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>L&#x00F3;pez</surname> <given-names>Antonio Fern&#x00E1;ndez</given-names></name><x>, </x><name><surname>Garc&#x00ED;a</surname> <given-names>Esther</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Lozano</surname> <given-names>Miguel G&#x00F3;mez</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>The Jordan algebras of a Lie algebra</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>308</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>164</fpage><x>-</x><lpage>177</lpage><x>, </x><year>2007</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT25"><label>[25]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Fo&#x0161;ner</surname> <given-names>Maja</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>On the extended centroid of prime associative superalgebras with applications to superderivations</article-title><x>. </x><source><italic>Comm. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>32</volume><x>(</x><issue>2</issue><x>):</x><fpage>689</fpage><x>-</x><lpage>705</lpage><x>, </x><year>2004</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT26"><label>[26]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Fo&#x0161;ner</surname> <given-names>Ajda</given-names></name><x> and </x><name><surname>Fo&#x0161;ner</surname> <given-names>Maja</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Equations related to superderivations on prime superalgebras</article-title><x>. </x><source><italic>Math. Scand.</italic></source><x>, </x><volume>115</volume><x>(</x><issue>2</issue><x>):</x><fpage>303</fpage><x>-</x><lpage>319</lpage><x>, </x><year>2014</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT27"><label>[27]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><target target-type="page" id="pges_101"/><person-group person-group-type="author"><name><surname>Garc&#x00ED;a</surname> <given-names>E.</given-names></name><x> and </x><name><surname>Lozano</surname> <given-names>M. G&#x00F3;mez</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>A characterization of the Kostrikin radical of a Lie algebra</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>346</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>266</fpage><x>-</x><lpage>283</lpage><x>, </x><year>2011</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT28"><label>[28]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Garc&#x00ED;a</surname> <given-names>E.</given-names></name><x>, </x><name><surname>G&#x00F3;mez</surname> <given-names>Lozano M.</given-names></name><x>, and </x><name><surname>de Salas</surname> <given-names>G. Vera</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Nilpotent superderivations in prime superalgebras</article-title><x>. </x><source><italic>Linear and Multilinear Algebra</italic></source>, <year>2021</year>, <comment>doi:</comment> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1080/03081087.2021.1919594">https://doi.org/10.1080/03081087.2021.1919594</ext-link><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT29"><label>[29]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Garc&#x00ED;a</surname> <given-names>Esther</given-names></name><x> and </x><name><surname>Lozano</surname> <given-names>Miguel G&#x00F3;mez</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>A note on a result of Kostrikin</article-title><x>. </x><source><italic>Comm. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>37</volume><x>(</x><issue>7</issue><x>):</x><fpage>2405</fpage><x>-</x><lpage>2409</lpage><x>, </x><year>2009</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT30"><label>[30]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Garc&#x00ED;a</surname> <given-names>Esther</given-names></name><x>, </x><name><surname>Lozano</surname> <given-names>Miguel G&#x00ED;omez</given-names></name><x>, and </x><name><surname>de Salas</surname> <given-names>Guillermo Vera</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Jordan supersystems related to Lie superalgebras</article-title><x>. </x><source><italic>Comm. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>48</volume><x>(</x><issue>3</issue><x>):</x><fpage>992</fpage><x>-</x><lpage>1000</lpage><x>, </x><year>2020</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT31"><label>[31]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ghahramani</surname> <given-names>H.</given-names></name><x>, </x><name><surname>Ghosseiri</surname> <given-names>M. N.</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Safari</surname> <given-names>S.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Some questions concerning superderivations on &#x2124;<sub>2</sub>-graded rings</article-title><x>. </x><source><italic>Aequationes Math.</italic></source><x>, </x><volume>91</volume><x>(</x><issue>4</issue><x>):</x><fpage>725</fpage><x>-</x><lpage>738</lpage><x>, </x><year>2017</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT32"><label>[32]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Giambruno</surname> <given-names>Antonio</given-names></name><x>, </x><name><surname>Ioppolo</surname> <given-names>Antonio</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Mattina</surname> <given-names>Daniela La</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Varieties of algebras with superinvolution of almost polynomial growth</article-title><x>. </x><source><italic>Algebr. Represent. Theory</italic></source><x>, </x><volume>19</volume><x>(</x><issue>3</issue><x>):</x><fpage>599</fpage><x>-</x><lpage>611</lpage><x>, </x><year>2016</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT33"><label>[33]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Giambruno</surname> <given-names>Antonio</given-names></name><x>, </x><name><surname>Ioppolo</surname> <given-names>Antonio</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Mattina</surname> <given-names>Daniela La</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Superalgebras with involution or superinvolution and almost polynomial growth of the codimensions</article-title><x>. </x><source><italic>Algebr. Represent. Theory</italic></source><x>, </x><volume>22</volume><x>(</x><issue>4</issue><x>):</x><fpage>961</fpage><x>&#x2013;</x><lpage>976</lpage><x>, </x><year>2019</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT34"><label>[34]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Giambruno</surname> <given-names>Antonio</given-names></name><x>, </x><name><surname>Ioppolo</surname> <given-names>Antonio</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Martino</surname> <given-names>Fabrizio</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Standard polynomials and matrices with superinvolutions</article-title><x>. </x><source><italic>Linear Algebra Appl.</italic></source><x>, </x><volume>504</volume><x>:</x><fpage>272</fpage><x>-</x><lpage>291</lpage><x>, </x><year>2016</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT35"><label>[35]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>G&#x00F3;mez-Ambrosi</surname> <given-names>Carlos</given-names></name><x>, </x><name><surname>Laliena</surname> <given-names>Jes&#x00FA;s</given-names></name><x>, and </x><name><surname>Shestakov</surname> <given-names>Ivan P.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>On the Lie structure of the skew elements of a prime superalgebra with superinvolution</article-title><x>. </x><source><italic>Comm. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>28</volume><x>(</x><issue>7</issue><x>):</x><fpage>3277</fpage><x>-</x><lpage>3291</lpage><x>, </x><year>2000</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT36"><label>[36]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>G&#x00F3;mez-Ambrosi</surname> <given-names>Carlos</given-names></name><x> and </x><name><surname>Montaner</surname> <given-names>Fernando</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>On Herstein&#x2019;s constructions relating Jordan and associative superalgebras</article-title><x>. </x><source><italic>Comm. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>28</volume><x>(</x><issue>8</issue><x>):</x><fpage>3743</fpage><x>-</x><lpage>3762</lpage><x>, </x><year>2000</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT37"><label>[37]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>G&#x00F3;omez-Ambrosi</surname> <given-names>Carlos</given-names></name><x> and </x><name><surname>Shestakov</surname> <given-names>Ivan P.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>On the Lie structure of the skew elements of a simple superalgebra with superinvolution</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>208</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>43</fpage><x>-</x><lpage>71</lpage><x>, </x><year>1998</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT38"><label>[38]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Grzeszczuk</surname> <given-names>P.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>On nilpotent derivations of semiprime rings</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>149</volume><x>(</x><issue>2</issue><x>):</x><fpage>313</fpage><x>-</x><lpage>321</lpage><x>, </x><year>1992</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT39"><label>[39]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><target target-type="page" id="pges_102"/><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hennig</surname> <given-names>Johanna</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Simple, locally finite dimensional Lie algebras in positive characteristic</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>413</volume><x>:</x><fpage>270</fpage><x>-</x><lpage>288</lpage><x>, </x><year>2014</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT40"><label>[40]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Herstein</surname> <given-names>I. N.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>On the Lie ring of a simple ring</article-title><x>. </x><source><italic>Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A.</italic></source><x>, </x><volume>40</volume><x>:</x><fpage>305</fpage><x>-</x><lpage>306</lpage><x>, </x><year>1954</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT41"><label>[41]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Herstein</surname> <given-names>I. N.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Lie and Jordan structures in simple, associative rings</article-title><x>. </x><source><italic>Bull. Amer. Math. Soc.</italic></source><x>, </x><volume>67</volume><x>:</x><fpage>517</fpage><x>-</x><lpage>531</lpage><x>, </x><year>1961</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT42"><label>[42]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Herstein</surname> <given-names>I. N.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Sui commutatori degli anelli semplici</article-title><x>. </x><source><italic>Rend. Sem. Mat. Fis. Milano</italic></source><x>, </x><volume>33</volume><x>:</x><fpage>80</fpage><x>-</x><lpage>86</lpage><x>, </x><year>1963</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT43"><label>[43]</label> <mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Herstein</surname> <given-names>I. N.</given-names></name></person-group><x>. </x><source><italic>Topics in ring theory.</italic></source> <publisher-name>The University of Chicago Press</publisher-name>, <publisher-loc>Chicago, Ill.-London</publisher-loc>, <year>1969</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT44"><label>[44]</label> <mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Herstein</surname> <given-names>I. N.</given-names></name></person-group><x>. </x><source><italic>Topics in ring theory</italic></source><x>. </x><publisher-name>The University of Chicago Press</publisher-name>, <publisher-loc>Chicago, Ill.-London</publisher-loc>, <year>1969</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT45"><label>[45]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ioppolo</surname> <given-names>Antonio</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Some results concerning the multiplicities of cocharacters of superalgebras with graded involution</article-title><x>. </x><source><italic>Linear Algebra Appl.</italic></source><x>, </x><volume>594</volume><x>:</x><fpage>51</fpage><x>-</x><lpage>70</lpage><x>, </x><year>2020</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT46"><label>[46]</label> <mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>J&#x00F3;zefiak</surname> <given-names>Tadeusz</given-names></name></person-group><x>. </x><chapter-title>Semisimple superalgebras</chapter-title><x>. </x><comment>In</comment> <source><italic>Algebra&#x2014;some current trends (Varna, 1986), volume 1352 of Lecture Notes in Math.</italic></source>, <comment>pages</comment> <fpage>96</fpage><x>-</x><lpage>113</lpage><x>. </x><publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin</publisher-loc>, <year>1988</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT47"><label>[47]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kamiya</surname> <given-names>Noriaki</given-names></name><x> and </x><name><surname>Okubo</surname> <given-names>Susumu</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>On &#x03B4;-Lie supertriple systems associated with (&#x220A;, &#x03B4;)-Freudenthal-Kantor supertriple systems</article-title><x>. </x><source><italic>Proc. Edinburgh Math. Soc. (2)</italic></source><x>, </x><volume>43</volume><x>(</x><issue>2</issue><x>):</x><fpage>243</fpage><x>-</x><lpage>260</lpage><x>, </x><year>2000</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT48"><label>[48]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kharchenko</surname> <given-names>V. K.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Differential identities of prime rings</article-title><x>. </x><source><italic>Algebra and Logic</italic></source><x>, </x><volume>17</volume><x>(</x><issue>2</issue><x>):</x><fpage>155</fpage><x>-</x><lpage>168</lpage><x>, </x><year>1978</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT49"><label>[49]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kharchenko</surname> <given-names>V. K.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Differential identities of semiprime rings</article-title><x>. </x><source><italic>Algebra and Logic</italic></source><x>, </x><volume>18</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>58</fpage><x>-</x><lpage>80</lpage><x>, </x><year>1979</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT50"><label>[50]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ko&#x00E7;</surname> <given-names>Emine</given-names></name><x> and </x><name><surname>G&#x00F6;lba&#x015F;i</surname> <given-names>&#x00D6;znur</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Some results on ideals of semiprime rings with multiplicative generalized derivations</article-title><x>. </x><source><italic>Comm. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>46</volume><x>(</x><issue>11</issue><x>):</x><fpage>4905</fpage><x>-</x><lpage>4913</lpage><x>, </x><year>2018</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT51"><label>[51]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bukov&#x0161;ek</surname> <given-names>Damjana Kokol</given-names></name><x> and </x><name><surname>Omladi&#x010D;</surname> <given-names>Matja&#x017E;</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Linear spaces of symmetric nilpotent matrices</article-title><x>. </x><source><italic>Linear Algebra Appl.</italic></source><x>, </x><volume>530</volume><x>:</x><fpage>384</fpage><x>-</x><lpage>404</lpage><x>, </x><year>2017</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT52"><label>[52]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Laliena</surname> <given-names>Jes&#x00FA;s</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>The derived superalgebra of skew elements of a semiprime superalgebra with superinvolution</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>420</volume><x>:</x><fpage>65</fpage><x>-</x><lpage>85</lpage><x>, </x><year>2014</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT53"><label>[53]</label> <mixed-citation publication-type="book"><target target-type="page" id="pges_103"/><person-group person-group-type="author"><name><surname>Lam</surname> <given-names>T. Y.</given-names></name></person-group><x>. </x><source><italic>A first course in noncommutative rings, volume 131 of Graduate Texts in Mathematics.</italic></source> <publisher-name>Springer-Verlag</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc>, <edition>second edition</edition>, <year>2008</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT54"><label>[54]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Lee</surname> <given-names>Tsiu-Kwen</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Ad-nilpotent elements of semiprime rings with involution</article-title><x>. </x><source><italic>Canad. Math. Bull.</italic></source><x>, </x><volume>61</volume><x>(</x><issue>2</issue><x>):</x><fpage>318</fpage><x>-</x><lpage>327</lpage><x>, </x><year>2018</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT55"><label>[55]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Martindale</surname> <given-names>W. S., III</given-names></name><x> and </x><name><surname>Miers</surname> <given-names>C. Robert</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>On the iterates of derivations of prime rings</article-title><x>. </x><source><italic>Pacific J. Math.</italic></source><x>, </x><volume>104</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>179</fpage><x>-</x><lpage>190</lpage><x>, </x><year>1983</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT56"><label>[56]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Martindale</surname> <given-names>W. S., III</given-names></name><x> and </x><name><surname>Miers</surname> <given-names>C. Robert</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Nilpotent inner derivations of the skew elements of prime rings with involution</article-title><x>. </x><source><italic>Canad. J. Math</italic></source>., <volume>43</volume><x>(</x><issue>5</issue><x>):</x><fpage>1045</fpage><x>-</x><lpage>1054</lpage><x>, </x><year>1991</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT57"><label>[57]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Martindale</surname> <given-names>Wallace S., III</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Prime rings satisfying a generalized polynomial identity</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>12</volume><x>:</x><fpage>576</fpage><x>-</x><lpage>584</lpage><x>, </x><year>1969</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT58"><label>[58]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Martindale</surname> <given-names>Wallace S., III</given-names></name><x> and </x><name><surname>Miers</surname> <given-names>C. Robert</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Herstein&#x2019;s Lie theory revisited</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>98</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>14</fpage><x>-</x><lpage>37</lpage><x>, </x><year>1986</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT59"><label>[59]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Meyberg</surname> <given-names>Kurt</given-names></name></person-group><x>. </x><source>Lectures on algebras and triple systems</source><x>. </x><article-title>The University of Virginia, Charlottesville, Va., 1972. Notes on a course of lectures given during the academic year 1971-1972</article-title><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT60"><label>[60]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Montaner</surname> <given-names>Fernando</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>On the Lie structure of associative superalgebras</article-title><x>. </x><source><italic>Comm. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>26</volume><x>(</x><issue>7</issue><x>):</x><fpage>2337</fpage><x>-</x><lpage>2349</lpage><x>, </x><year>1998</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT61"><label>[61]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Montaner</surname> <given-names>Fernando</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Local PI theory of Jordan systems</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>216</volume><x>(</x><issue>1</issue><x>):</x><fpage>302</fpage><x>&#x2013;</x><lpage>327</lpage><x>, </x><year>1999</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT62"><label>[62]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Montgomery</surname> <given-names>S.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Constructing simple Lie superalgebras from associative graded algebras</article-title><x>. </x><source><italic>J. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>195</volume><x>(</x><issue>2</issue><x>):</x><fpage>558</fpage><x>-</x><lpage>579</lpage><x>, </x><year>1997</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT63"><label>[63]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Posner</surname> <given-names>Edward C.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Derivations in prime rings</article-title><x>. </x><source><italic>Proc. Amer. Math. Soc.</italic></source><x>, </x><volume>8</volume><x>:</x><fpage>1093</fpage><x>&#x2013;</x><lpage>1100</lpage><x>, </x><year>1957</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT64"><label>[64]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Rehman</surname> <given-names>Nadeem Ur</given-names></name><x> and </x><name><surname>Raza</surname> <given-names>Mohd Arif</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>On Lie ideals with generalized derivations and non-commutative Banach algebras</article-title><x>. </x><source><italic>Bull. Malays. Math. Sci. Soc.</italic></source><x>, </x><volume>40</volume><x>(</x><issue>2</issue><x>):</x><fpage>747</fpage><x>-</x><lpage>764</lpage><x>, </x><year>2017</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT65"><label>[65]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Vel&#x00E1;squez</surname> <given-names>Ra&#x00FA;l</given-names></name><x> and </x><name><surname>Felipe</surname> <given-names>Ra&#x00FA;l</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Quasi-Jordan algebras</article-title><x>. </x><source><italic>Comm. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>36</volume><x>(</x><issue>4</issue><x>):</x><fpage>1580</fpage><x>-</x><lpage>1602</lpage><x>, </x><year>2008</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT66"><label>[66]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wang</surname> <given-names>Yu</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Lie superderivations of superalgebras</article-title><x>. </x><source><italic>Linear Multilinear Algebra</italic></source><x>, </x><volume>64</volume><x>(</x><issue>8</issue><x>):</x><fpage>1518</fpage><x>-</x><lpage>1526</lpage><x>, </x><year>2016</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT67"><label>[67]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><target target-type="page" id="pges_104"/><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zelmanov</surname> <given-names>E. I.</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Primary Jordan triple systems</article-title><x>. </x><source><italic>Sibirsk. Mat. Zh.</italic></source><x>, </x><volume>24</volume><x>(</x><issue>4</issue><x>):</x><fpage>23</fpage><x>-</x><lpage>37</lpage><x>, </x><year>1983</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
<ref id="CIT68"><label>[68]</label> <mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zelmanov</surname> <given-names>Efim</given-names></name></person-group><x>. </x><article-title>Lie algebras and torsion groups with identity</article-title><x>. </x><source><italic>J. Comb. Algebra</italic></source><x>, </x><volume>1</volume><x>(</x><issue>3</issue><x>):</x><fpage>289</fpage><x>-</x><lpage>340</lpage><x>, </x><year>2017</year><x>.</x></mixed-citation></ref>
</ref-list>
</book-back>
</book>