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   "http://www.w3.org/Math/DTD/mathml2/xhtml-math11-f.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head> 
<meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=UTF-8" />
<title>Kac-Moody Lie algebras</title>
<style type="text/css">
body {
    counter-reset: section 0;  
}

h2.title {
    text-align:center
}
p.author {
    text-align:center
}

h2.section {
    counter-reset: subsection 0;  
}
h3.subsection {
    counter-reset: eqn 0 result 0;  
}
h2.section:before {
    content: counter(section) ". ";
    counter-increment: section 1;  /* Add 1 to section */
}
h3.subsection:before {
    content: counter(section) "." counter(subsection);
    counter-increment: subsection;  /* Add 1 to subsection */
}

div.theorem:before { 
    content: "Theorem " counter(section) "." counter(result) " "; 
    counter-increment: result 1;
    font-style: normal; 
    font-weight: bold; 
}
div.theorem{ font-style:italic }
div.proposition:before { 
    content: "Proposition " counter(section) "." counter(result) " "; 
	counter-increment: result 1;
    font-style: normal; 
    font-weight: bold; 
}
div.proposition{ font-style:italic }
div.lemma:before { 
    content: "Lemma " counter(section) "." counter(result) " "; 
    counter-increment: result;
    font-style: normal; 
    font-weight: bold; 
}
div.lemma{ font-style:italic }

table.dispeq {
   width:100%;
   }
td.eq {
   text-align:center;
     }
td.eqno {
    width: 10px;
    text-align:right;
    }
td.eqno:after { 
     content: "("counter(subsection)"."counter(eqn)")";
     counter-increment: eqn;
     font-style: normal; 
  }
</style>
</head>

<body>
<h2 class="title"> Kac-Moody Lie algebras </h2>

<p class="author">
Arun Ram <br />
Department of Mathematics <br />
University of Wisconsin, Madison <br />
Madison, WI 53706 USA 
</p>

<p> Last updates: 24 June 2007 </p>


<h2 class="section"> Kac-Moody Lie algebras </h2>

<h3 class="subsection"> Kac-Moody Lie algebras</h3>

<p>Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
  <mo>=</mo>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>a</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mi>j</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>)</mo>
</math> be an <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>n</mi>
  <mo>&times;</mo>
  <mi>n</mi>
</math> matrix. Let
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>r</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>rank</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="1em"/>
  <mi>&ell;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>corank</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="1em"/>
  <mi>so that</mi>
  <mspace width="1em"/>
  <mi>r</mi>
  <mo>+</mo>
  <mi>&ell;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>n</mi>
  <mo>.</mo>
</math></td>
</tr></table>
By rearranging rows and columns we may assume that <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>a</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mi>j</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <msub>
    <mo>)</mo>
    <mrow>
      <mn>1</mn>
      <mo>&le;</mo>
      <mi>i</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>j</mi>
      <mo>&le;</mo>
      <mi>r</mi>
    </mrow>
  </msub>
</math> is nonsingular. 
Define a vector space
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&dfr;</mi>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>where</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mtable columnalign="left">
    <mtr>
      <mtd>
        <msup>
          <mi>&hfr;</mi>
          <mi>&prime;</mi>
        </msup>
        <mtext>&nbsp; has basis &nbsp;</mtext>
        <msub>
          <mi>h</mi>
          <mn>1</mn>
        </msub>
        <mo>,</mo>
        <mi>&hellip;</mi>
        <mo>,</mo>
        <msub>
          <mi>h</mi>
          <mi>n</mi>
        </msub>
        <mo>,</mo>
        <mtext>&nbsp; and</mtext>
      </mtd>
    </mtr>
    <mtr>
      <mtd>
        <mi>&dfr;</mi>
        <mtext>&nbsp; has basis &nbsp;</mtext>
        <msub>
          <mi>d</mi>
          <mn>1</mn>
        </msub>
        <mo>,</mo>
        <mi>&hellip;</mi>
        <mo>,</mo>
        <msub>
          <mi>d</mi>
          <mi>&ell;</mi>
        </msub>
        <mo>.</mo>
      </mtd>
    </mtr>
  </mtable>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
Define <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>n</mi>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math> by
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>a</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mi>j</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>d</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&delta;</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>r</mi>
      <mo>+</mo>
      <mi>j</mi>
    </mrow>
  </msub>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
and let
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mstyle displaystyle="true">
  <msup>
    <mover>
      <mi>&hfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <mfrac>
    <msup>
      <mi>&hfr;</mi>
      <mi>&prime;</mi>
    </msup>
    <mi>&cfr;</mi>
  </mfrac>
  </mstyle>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>where</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>&cfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mo>{</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>&mid;</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
  <mi>&nbsp;for all&nbsp; </mi>
  <mn>1</mn>
  <mo>&le;</mo>
  <mi>i</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>j</mi>
  <mo>&le;</mo>
  <mi>n</mi>
  <mo>}</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>c</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>c</mi>
    <mi>&ell;</mi>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> be a basis of 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&cfr;</mi>
</math>
so that <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>r</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>c</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>c</mi>
    <mi>&ell;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>d</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>d</mi>
    <mi>&ell;</mi>
  </msub>
</math> is another basis of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
    <mi>&hfr;</mi>
</math>
and define <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&omega;</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>&omega;</mi>
    <mi>&ell;</mi>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math> by
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&omega;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
  <mo>,</mo>
  <mtext>&nbsp;&nbsp;for&nbsp;</mtext>
  <mn>1</mn>
  <mo>&le;</mo>
  <mi>j</mi>
  <mo>&le;</mo>
  <mi>r</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>&omega;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>c</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&delta;</mi>
    <mi>
      <mi>i</mi>
      <mi>j</mi>
    </mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>&omega;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>d</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math></td>
</tr></table>
PUT THIS IN A MATRIX.</p>

<p> Let 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
    <mi>&afr;</mi>
</math> 
be the Lie algebra given by generators
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>,</mo>
      <msub>
        <mi>e</mi>
        <mn>1</mn>
      </msub>
      <mo>,</mo>
      <mi>&hellip;</mi>
      <mo>,</mo>
      <msub>
        <mi>e</mi>
        <mi>n</mi>
      </msub>
      <mo>,</mo>
      <msub>
        <mi>f</mi>
        <mn>1</mn>
      </msub>
      <mo>,</mo>
      <mi>&hellip;</mi>
      <mo>,</mo>
      <msub>
        <mi>f</mi>
        <mi>n</mi>
      </msub>
</math> and relations
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>[</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>h</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&delta;</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mi>j</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mo>[</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mo>[</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr>
</table>
for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>h</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>h</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
</math>. The <em>Borcherds-Kac-Moody Lie algebra</em> of 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math> is 
<table class="dispeq">
<tr> <td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mstyle displaystyle="true">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mfrac>
    <mi>&afr;</mi>
    <mi>&rfr;</mi>
  </mfrac>
  <mo>,</mo>
  </mstyle>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>where</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>&rfr;</mi>
  <mtext>&nbsp; is the largest ideal of &nbsp;</mtext>
  <mi>&afr;</mi>
  <mtext>&nbsp; such that &nbsp;</mtext>
  <mi>&rfr;</mi>
  <mo>&cap;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
  <mo>.</mo>
</math> 
</td>
<td class="eqno"></td>
</tr>
</table>
</p>

<p>The Lie algebra <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
    <mi>&afr;</mi>
</math> is graded by
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mstyle displaystyle="true">
  <mi>Q</mi>
  <mo>=</mo>
  <munder>
    <mstyle scriptlevel="+2">
       <mo>&sum;</mo>
    </mstyle>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>&isin;</mo>
      <mi>I</mi>
    </mrow>
  </munder>
  <mi>&Zopf;</mi>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
</mstyle>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>by setting</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>deg</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>deg</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>deg</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math>,</td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>h</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
</math>. Any ideal of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
   <mi>&afr;</mi>
</math> is <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>Q</mi>
</math>-graded and so <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math> is <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>Q</mi>
</math>-graded, 
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <munder>
    <mstyle scriptlevel="-1">
       <mo>&xoplus;</mo>
    </mstyle>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>&isin;</mo>
      <mi>R</mi>
    </mrow>
  </munder>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext> where </mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext> and </mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>R</mi>
  <mo>=</mo>
  <mo>{</mo>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>&mid;</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>&ne;</mo>
  <mn>0</mn>
  <mo>}</mo>
</math>
</td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
is the set of <dfn>roots</dfn> of 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mi>&gfr;</mi></math>.
The <dfn>multiplicity</dfn> of a root
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mi>&alpha;</mi></math>
is
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>dim</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
</math> and the decomposition of 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mi>&gfr;</mi></math> 
in (1.3???) is the decomposition of 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mi>&gfr;</mi></math> 
as an
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mi>&hfr;</mi></math>-module (under the adjoint action). 
If
<ul>
  <li><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
      <msup>
        <mi>&nfr;</mi>
        <mo>+</mo>
      </msup>
    </math> is the subalgebra of 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
   <mi>&gfr;</mi>
</math> 
generated by 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
      <msub>
        <mi>e</mi>
        <mn>1</mn>
      </msub>
      <mo>,</mo>
      <mi>&hellip;</mi>
      <mo>,</mo>
      <msub>
        <mi>e</mi>
        <mi>n</mi>
      </msub>
    </math>, and </li>
  <li><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
      <msup>
        <mi>&nfr;</mi>
        <mo>–</mo>
      </msup>
    </math> is the subalgebra of 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
   <mi>&gfr;</mi>
</math> generated by 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
      <msub>
        <mi>f</mi>
        <mn>1</mn>
      </msub>
      <mo>,</mo>
      <mi>&hellip;</mi>
      <mo>,</mo>
      <msub>
        <mi>f</mi>
        <mi>n</mi>
      </msub>
    </math>,</li>
</ul>
then
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>&nfr;</mi>
    <mo>–</mo>
  </msup>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <msup>
    <mi>&nfr;</mi>
    <mo>+</mo>
  </msup>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext> and </mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="1em"/>
  <msup>
    <mi>&nfr;</mi>
    <mo>+</mo>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <munder>
    <mstyle scriptlevel="-1">
       <mo>&xoplus;</mo>
    </mstyle>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>&isin;</mo>
      <msup>
        <mi>R</mi>
        <mo>+</mo>
      </msup>
    </mrow>
  </munder>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="1em"/>
  <msup>
    <mi>&nfr;</mi>
    <mo>–</mo>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <munder>
    <mstyle scriptlevel="-1">
       <mo>&xoplus;</mo>
    </mstyle>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>&isin;</mo>
      <msup>
        <mi>R</mi>
        <mo>+</mo>
      </msup>
    </mrow>
  </munder>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mrow><mo>–</mo><mi>&alpha;</mi></mrow>
  </msub>
  <mo>,</mo>
</math>
</td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
where
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mstyle displaystyle="true">
  <msup>
    <mi>R</mi>
    <mo>+</mo>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>Q</mi>
    <mo>+</mo>
  </msup>
  <mo>&cap;</mo>
  <mi>R</mi>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>with</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msup>
    <mi>Q</mi>
    <mo>+</mo>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <munderover>
    <mstyle scriptlevel="+2">
       <mi>&thinsp;</mi>
       <mo>&sum;</mo>
    </mstyle>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>=</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
    <mi>n</mi>
  </munderover>
  <msub>
    <mi>&Zopf;</mi>
    <mrow><mo>&ge;</mo><mn>0</mn></mrow>
  </msub>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>.</mo>
</mstyle>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr> </table>
</p>

<p>Let 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mi>&cfr;</mi>
</math>
and
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mi>&dfr;</mi>
</math>
be as in (???) and let
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <mo>[</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>]</mo>
  <mo>.</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>Then</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>&cfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>Z</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>Z</mi>
  <mo>(</mo>
  <msup>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>)</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&dfr;</mi>
</math> acts on <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> by derivations. Then
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mtable columnalign="left">
    <mtr>
      <mtd>
        <mi>&gfr;</mi>
        <mo>=</mo>
        <mi>&gfr;</mi>
        <mo>(</mo>
        <mi>A</mi>
        <mo>)</mo>
        <mo>/</mo>
        <mi>&rfr;</mi>
        <mo>=</mo>
        <msup>
          <mi>&gfr;</mi>
          <mi>&prime;</mi>
        </msup>
        <mi>&rtimes;</mi>
        <mi>&dfr;</mi>
        <mo>=</mo>
        <msup>
          <mi>&nfr;</mi>
          <mo>–</mo>
        </msup>
        <mo>&oplus;</mo>
        <mi>&hfr;</mi>
        <mo>&oplus;</mo>
        <msup>
          <mi>&nfr;</mi>
          <mo>+</mo>
        </msup>
        <mo>,</mo>
      </mtd>
    </mtr>
    <mtr>
      <mtd>
        <msup>
          <mi>&gfr;</mi>
          <mi>&prime;</mi>
        </msup>
        <mo>=</mo>
        <mo>[</mo>
        <mi>&gfr;</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>&gfr;</mi>
        <mo>]</mo>
        <mo>=</mo>
        <msup>
          <mi>&nfr;</mi>
          <mo>–</mo>
        </msup>
        <mo>&oplus;</mo>
        <msup>
          <mi>&hfr;</mi>
          <mi>&prime;</mi>
        </msup>
        <mo>&oplus;</mo>
        <msup>
          <mi>&nfr;</mi>
          <mo>+</mo>
        </msup>
        <mo>,</mo>
      </mtd>
    </mtr>
    <mtr>
      <mtd>
        <msup>
          <mover>
            <mi>&gfr;</mi>
            <mi>&OverBar;</mi>
          </mover>
          <mi>&prime;</mi>
        </msup>
        <mo>=</mo>
        <msup>
          <mi>&gfr;</mi>
          <mi>&prime;</mi>
        </msup>
        <mo>/</mo>
        <mi>&cfr;</mi>
        <mo>=</mo>
        <msup>
          <mi>&nfr;</mi>
          <mo>–</mo>
        </msup>
        <mo>&oplus;</mo>
        <msup>
          <mover>
            <mi>&hfr;</mi>
            <mi>&OverBar;</mi>
          </mover>
          <mi>&prime;</mi>
        </msup>
        <mo>&oplus;</mo>
        <msup>
          <mi>&nfr;</mi>
          <mo>+</mo>
        </msup>
        <mo>,</mo>
      </mtd>
    </mtr>
  </mtable>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> is the universal central extension of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math>(see [Kac, Ex. 3.14]).</p>


<h3 class="subsection"> Cartan matrices and the Weyl group </h3>

<p>A <dfn>Cartan matrix</dfn> 
is an <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>n</mi>
  <mo>&times;</mo>
  <mi>n</mi>
</math> matrix
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
  <mo>=</mo>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>a</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mi>j</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>)</mo>
</math> 
such that 
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>a</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mi>j</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&Zopf;</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="1em"/>
  <msub>
    <mi>a</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mi>i</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mn>2</mn>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="1em"/>
  <msub>
    <mi>a</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mi>j</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>&le;</mo>
  <mn>0</mn>
  <mtext>&nbsp;if&nbsp;</mtext>
  <mi>i</mi>
  <mo>&ne;</mo>
  <mi>j</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="1em"/>
  <msub>
    <mi>a</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mi>j</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>&ne;</mo>
  <mn>0</mn>
  <mtext>&nbsp;if and only if&nbsp;</mtext>
  <msub>
    <mi>a</mi>
    <mrow>
      <mi>j</mi>
      <mi>i</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>&ne;</mo>
  <mn>0</mn>
</math>.</td>
<td class="eqno"></td>
</tr>
</table>
When <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math> is a Cartan matrix the Lie algebra <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math> contains many subalgebras isomorphic to <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>
       <mi>&sfr;</mi>
       <mi>&lfr;</mi>
    </mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
</math>. For <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mn>1</mn>
  <mo>&le;</mo>
  <mi>i</mi>
  <mo>&le;</mo>
  <mi>n</mi>
</math>,
the elements
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
</math>
and
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
</math>
act locally nilpotently on 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math>,
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>span</mi>
  <mo>{</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>}</mo>
  <mo>&sime;</mo>
  <msub>
    <mi>
       <mi>&sfr;</mi>
       <mi>&lfr;</mi>
    </mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mover>
    <msub>
      <mi>s</mi>
      <mi>i</mi>
    </msub>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <mo>=</mo>
  <mi>exp</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>ad</mi>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mi>exp</mi>
  <mo>(</mo>
  <mo>–</mo>
  <mi>ad</mi>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mi>exp</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>ad</mi>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
are automorphisms of 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math>.  Thus  
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math> 
has lots of symmetry.
</p>

<p>
The <dfn>simple reflections</dfn> are 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&colon;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
  <mo>&rarr;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math> 
and
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&colon;</mo>
    <mi>&hfr;</mi>
  <mo>&rarr;</mo>
    <mi>&hfr;</mi>
</math> 
by
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>–</mo>
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext> and </mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mi>h</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>–</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>for&nbsp;&nbsp;</mtext>
  <mn>1</mn>
  <mo>&le;</mo>
  <mi>i</mi>
  <mo>&le;</mo>
  <mi>n</mi>
  <mo>,</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math>,
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>h</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
</math>, and
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mover>
    <msub>
      <mi>s</mi>
      <mi>i</mi>
    </msub>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mrow>
      <msub>
        <mi>s</mi>
        <mi>i</mi>
      </msub>
      <mi>&alpha;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mspace width="1em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="1em"/>
  <mover>
    <msub>
      <mi>s</mi>
      <mi>i</mi>
    </msub>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <mi>h</mi>
  <mo>=</mo>
    <msub>
      <mi>s</mi>
      <mi>i</mi>
    </msub>
  <mi>h</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>for</mtext>
  <mspace width="1em"/>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>R</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>&nbsp;</mi>
  <mi>h</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>.</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
The <dfn>Weyl group</dfn> 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mi>W</mi>
</math>
is the subgroup of 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>GL</mi>
  <mo>(</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
  <mo>)</mo>
</math> generated by the simple reflections.  
The simple reflections are reflections in the hyperplanes
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <msub>
      <mi>s</mi>
      <mi>i</mi>
    </msub>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <mo>{</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>&mid;</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
  <mo>}</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>&cfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mi>W</mi>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <munderover>
    <mstyle scriptlevel="-1"><mo>&xcap;</mo></mstyle>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>=</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
    <mi>n</mi>
  </munderover>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <msub>
      <mi>s</mi>
      <mi>i</mi>
    </msub>
  </msup>
  <mo>.</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
The representations of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>W</mi>
</math> on <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&hfr;</mi>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math> are dual so that
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>w</mi>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>(</mo>
  <msup>
    <mi>w</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>for</mtext>
  <mspace width="1em"/>
  <mi>w</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>W</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
  <mo>,</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>.</mo>
</math> </td>
</tr></table>
</p>

<p>
The group 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mi>W</mi>
</math>
is presented by 
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mtext>generators</mtext>
  <mspace width="1em"/>
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mi>n</mi>
  </msub>
  <mspace width="3em"/>
  <mtext> and relations </mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msubsup>
    <mi>s</mi>
    <mi>i</mi>
    <mn>2</mn>
  </msubsup>
  <mo>=</mo>
  <mn>1</mn>
  <mspace width="1em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="1em"/>
  <munder>
    <mrow>
      <msub>
        <mi>s</mi>
        <mi>i</mi>
      </msub>
      <msub>
        <mi>s</mi>
        <mi>j</mi>
      </msub>
      <msub>
        <mi>s</mi>
        <mi>i</mi>
      </msub>
      <mi>&ctdot;</mi>
    </mrow>
    <munder>
      <mo>&UnderBrace;</mo>
      <mrow>
        <msub>
          <mi>m</mi>
          <mi>
            <mi>i</mi>
            <mi>j</mi>
          </mi>
        </msub>
        <mtext>&nbsp;factors</mtext>
      </mrow>
    </munder>
    </munder>
  <mo>=</mo>
  <munder>
    <mrow>
      <msub>
        <mi>s</mi>
        <mi>j</mi>
      </msub>
      <msub>
        <mi>s</mi>
        <mi>i</mi>
      </msub>
      <msub>
        <mi>s</mi>
        <mi>j</mi>
      </msub>
      <mi>&ctdot;</mi>
    </mrow>
    <munder>
      <mo>&UnderBrace;</mo>
      <mrow>
        <msub>
          <mi>m</mi>
          <mi>
            <mi>i</mi>
            <mi>j</mi>
          </mi>
        </msub>
        <mtext>&nbsp;factors</mtext>
      </mrow>
    </munder>
    </munder>
    <mo>,</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
where 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
        <msub>
          <mi>m</mi>
          <mi>
            <mi>i</mi>
            <mi>j</mi>
          </mi>
        </msub>
   <mo>=</mo>
        <msub>
          <mi>a</mi>
          <mi>
            <mi>i</mi>
            <mi>j</mi>
          </mi>
        </msub>
        <msub>
          <mi>a</mi>
          <mi>
            <mi>j</mi>
            <mi>i</mi>
          </mi>
        </msub>
</math>.
</p>

<p>
The <dfn>real roots</dfn> of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math> are the elements of the set
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>R</mi>
    <mi>re</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <munderover>
    <mstyle scriptlevel="-2"><mo>&cup;</mo></mstyle>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>=</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
    <mi>n</mi>
  </munderover>
  <mi>W</mi>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>R</mi>
    <mi>im</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mi>R</mi>
  <mo>&setmn;</mo>
  <msub>
    <mi>R</mi>
    <mi>re</mi>
  </msub>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
is the set of imaginary roots of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math>. If <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>w</mi>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
</math> is a real root then <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mover>
    <mi>w</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>y</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mover>
    <mi>w</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mover>
    <mi>w</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
</math>, generate a subalgebra isomorphic to <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>
      <mi>&sfr;</mi>
      <mi>&lfr;</mi>
    </mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>2</mn>
</math>, and the reflections 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mi>w</mi>
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <msup>
    <mi>w</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
</math>are the elements of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>W</mi>
</math> acting on <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
    <mi>&hfr;</mi>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math> by
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>–</mo>
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
    <mi>&alpha;</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext> and </mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mi>h</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>–</mo>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>(</mo>
    <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>respectively.</mtext>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
</p>

<h3 class="subsection"> Symmetrizable matrices and invariant forms</h3>

<p>A <dfn>symmetrizable matrix</dfn> is a matrix 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
  <mo>=</mo>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>a</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mi>j</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>)</mo>
</math> such that there exists a diagonal matrix 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&Escr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>diag</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>&epsi;</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>&epsi;</mi>
    <mi>n</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
</math> with <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&epsi;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <msub>
    <mi>&Ropf;</mi>
    <mrow>
      <mo>&gt;</mo>
      <mn>0</mn>
    </mrow>
  </msub>
</math>
such that <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi><mi>&Escr;</mi>
</math> is symmetric. 
</p>

<p>
If <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <mo>,</mo>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>&colon;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>&times;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>&rarr;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
</math> is a <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>W</mi>
</math>-invariant symmetric bilinear form then
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mi>h</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>–</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>+</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
</math>.
So
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>&epsi;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>where</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>&epsi;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mfrac>
    <mn>1</mn>
    <mn>2</mn>
  </mfrac>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>.</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
In particular, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>&epsi;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>&epsi;</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
</math> so that <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math> is symmetrizable.</p>

<p>If <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <mo>,</mo>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>&colon;</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>&times;</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>&rarr;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
</math> is an 
invariant symmetric bilinear form then
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>,</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mi>h</mi>
  <mo>]</mo>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
</math>.  So
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>&epsi;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>where</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>&epsi;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>.</mo>
</math>
</td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
If <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&beta;</mi>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&beta;</mi>
  </msub>
</math> then <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&beta;</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <mo>[</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&beta;</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mo>[</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&beta;</mi>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <mi>&beta;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&beta;</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
</math> so that 
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&beta;</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="1em"/>
  <mtext>unless</mtext>
  <mspace width="1em"/>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <mi>&beta;</mi>
  <mo>.</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
If <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>y</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mi>&alpha;</mi>
    </mrow>
  </msub>
</math> then <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>y</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>&sube;</mo>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mi>&alpha;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>&sube;</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>,</mo>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>y</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>]</mo>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>y</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>y</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
</math>. So
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>y</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>y</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <msubsup>
    <mi>h</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mo>&vee;</mo>
  </msubsup>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>where</mtext>
  <mspace width="1em"/>
  <msubsup>
    <mi>h</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mo>&vee;</mo>
  </msubsup>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mspace width="1em"/>
  <mtext>is given by</mtext>
  <mspace width="1em"/>
  <mo>&langle;</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>,</mo>
  <msubsup>
    <mi>h</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mo>&vee;</mo>
  </msubsup>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
for all <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>h</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
</math>.
The element <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msubsup>
    <mi>h</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>&vee;</mi>
  </msubsup>
</math> is not always equal to the element <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
</math> appearing in (???). Even for a simple root, <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msubsup>
    <mi>h</mi>
    <msub>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mi>i</mi>
    </msub>
      <mo>&vee;</mo>
  </msubsup>
  <mo>=</mo>
  <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mrow>
      <mo>&langle;</mo>
      <msub>
        <mi>h</mi>
        <mi>i</mi>
      </msub>
      <mo>,</mo>
      <msub>
        <mi>h</mi>
        <mi>i</mi>
      </msub>
      <mo>&rangle;</mo>
    </mrow>
  </mfrac>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
</math>, by (???).
</p>



<p>
If <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math> is a generalised Cartan matrix the elements</p>
<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>(</mo>
  <mi>ad</mi>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <msup>
    <mo>)</mo>
    <mrow>
      <mn>1</mn>
      <mo>–</mo>
      <msub>
        <mi>a</mi>
        <mrow>
          <mi>i</mi>
          <mi>j</mi>
        </mrow>
      </msub>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>(</mo>
  <mi>ad</mi>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <msup>
    <mo>)</mo>
    <mrow>
      <mn>1</mn>
      <mo>–</mo>
      <msub>
        <mi>a</mi>
        <mrow>
          <mi>i</mi>
          <mi>j</mi>
        </mrow>
      </msub>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
</math> are in 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&rfr;</mi>
</math>
and it is known that if 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math> is symmetrizable these elements generate 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&rfr;</mi>
</math>.</p>

<h3 class="subsection"> Loop Lie algebras </h3>

<p>Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
</math> be a Lie algebra with an invariant symmetric bilinear form <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mo>&rangle;</mo>
    <mn>0</mn>
  </msub>
</math>. Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>R</mi>
</math> be a commutative algebra. Define
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <mi>R</mi>
  <msub>
    <mo>&otimes;</mo>
    <mi>&Copf;</mi>
  </msub>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext> with </mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mo>]</mo>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>.</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
Then
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>der</mi>
  <mo>(</mo>
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>der</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>R</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>&otimes;</mo>
  <msub>
    <mi>id</mi>
    <msub>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mn>0</mn>
    </msub>
  </msub>
  <mo>+</mo>
  <mi>ad</mi>
  <mo>(</mo>
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>)</mo>
  <mo>.</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gamma;</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msup>
    <mi>R</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math>, the dual of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>R</mi>
</math>, and define an invariant symmetric bilinear form on <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> by</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>&gamma;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>&langle;</mo>
 <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mo>&rangle;</mo>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>.</mo>
</math></p>

<p>If <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>d</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>der</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>R</mi>
  <mo>)</mo>
</math> such that <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gamma;</mi>
  <mo>&compfn;</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math> then</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
<mi>d</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext> and </mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>&psi;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>&rangle;</mo>
</math></p>
<p>is a 2-cocycle on <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> which determines a central extension</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>with bracket</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mo>]</mo>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>+</mo>
  <mi>&psi;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>r</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>)</mo>  
  <mi>c</mi>
  <mo>.</mo>
</math></p>

<p>The derivation <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>d</mi>
</math> extends to a derivation of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> and the semidirect product</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>d</mi>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>d</mi>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>has</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mo>[</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>,</mo>
    <mi>r</mi>
    <mi>x</mi>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>r</mi>
  <mi>x</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>r</mi>
  <mo>)</mo>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mo>[</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
  <mo>.</mo>
</math></p>

<p>We will apply this construction in the case</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>R</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>where</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>der</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <munder>
    <mo>&xoplus;</mo>
    <mrow>
      <mi>j</mi>
      <mo>&isin;</mo>
      <mi>&Zopf;</mi>
    </mrow>
  </munder>
  <mi>&Copf;</mi>
  <msub>
    <mi>d</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
</math></p>
<p>with</p>
<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>d</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mi>j</mi>
      <mo>+</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mfrac>
    <mi>d</mi>
    <mrow>
      <mi>d</mi>
      <mi>t</mi>
    </mrow>
  </mfrac>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>d</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>d</mi>
    <mi>j</mi>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>(</mo>
  <mi>j</mi>
  <mo>–</mo>
  <mi>i</mi>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>d</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>+</mo>
      <mi>j</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>.</mo>
</math></p>

<p>Use</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gamma;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>k</mi>
  </msup>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&delta;</mi>
    <mrow>
      <mi>k</mi>
      <mo>,</mo>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msub>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>d</mi>
  <mo>=</mo>
  <mfrac>
    <mi>d</mi>
    <mrow>
      <mi>d</mi>
      <mi>t</mi>
    </mrow>
  </mfrac>
</math></p>

<p>to construct the 2-cocycle <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&psi;</mi>
</math>. In this case every 2-cocycle on <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> is equivalent to <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&kappa;</mi>
  <mi>&psi;</mi>
</math> for some <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&kappa;</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> is the universal central extension of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> (see [Kac, Ex. 7.8]).</p>

<p>Let
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>d</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <msup>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mstyle displaystyle="true">
    <mfrac>
    <msup>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&prime;</mi>
    </msup>
    <mrow>
      <mi>&Copf;</mi>
      <mi>c</mi>
    </mrow>
  </mfrac>
  </mstyle>
  <mo>,</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
where the bracket on 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math> is given by
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>[</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>n</mi>
  </msup>
  <mi>y</mi>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mi>m</mi>
      <mo>+</mo>
      <mi>n</mi>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>[</mo>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>y</mi>
  <msub>
    <mo>]</mo>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>+</mo>
  <msub>
    <mi>&delta;</mi>
    <mrow>
      <mi>m</mi>
      <mo>+</mo>
      <mi>n</mi>
      <mo>,</mo>
      <mn>0</mn>
    </mrow>
  </msub>
  <mi>m</mi>
  <mo>&langle;</mo>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>y</mi>
  <msub>
    <mo>&rangle;</mo>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mi>c</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>c</mi>
  <mtext>&nbsp; is central in &nbsp;</mtext>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mo>[</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mi>x</mi>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>m</mi>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mi>m</mi>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>x</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>m</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>n</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&Zopf;</mi>
</math>.
The invariant symmetric bilinear form on <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math> is given by
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>1</mn>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mo>&langle;</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>n</mi>
  </msup>
  <mi>y</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mrow>
  <mo>{</mo>
  <mtable columnalign="left left">
    <mtr>
      <mtd>
        <mo>&langle;</mo>
        <mi>x</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>y</mi>
        <msub>
          <mo>&rangle;</mo>
          <mn>0</mn>
        </msub>
        <mo>,</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mtext>if&nbsp;</mtext>
        <mi>m</mi>
        <mo>+</mo>
        <mi>n</mi>
        <mo>=</mo>
        <mn>0</mn>
        <mo>,</mo>
      </mtd>
    </mtr>
    <mtr>
      <mtd>
        <mn>0</mn>
        <mo>,</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mtext>otherwise</mtext>
        <mo>,</mo>
      </mtd>
    </mtr>
  </mtable>
  </mrow>
</math>
</td>
<td class="eqno"></td>
</tr>
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mi>y</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>n</mi>
  </msup>
  <mi>y</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mo>&langle;</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
  <mo>,</mo>
</math>
</td>
</tr></table>
for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>y</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>m</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>n</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&Zopf;</mi>
</math>.
Then 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>&ltimes;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>d</mi>
</math>
where the derivation 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>d</mi>
</math> acts on 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> as 
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>d</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>t</mi>
  <mfrac>
    <mi>d</mi>
    <mrow>
      <mi>d</mi>
      <mi>t</mi>
    </mrow>
  </mfrac>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>so that</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>d</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>d</mi>
  <mo>(</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mi>x</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>m</mi>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>x</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>m</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&Zopf;</mi>
</math>.
Then <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> is the universal central extension of
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> via the 2-cocycle
on <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
</math> given by
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&psi;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>n</mi>
  </msup>
  <mi>y</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
    <mi>d</mi>
  <mo>(</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mi>x</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>n</mi>
  </msup>
  <mi>y</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <mi>m</mi>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>n</mi>
  </msup>
  <mi>y</mi>
  <mo>&rangle;</mo>
  <mo>=</mo>
  <mrow>
  <mo>{</mo>
  <mtable columnalign="left left">
    <mtr>
      <mtd>
        <mi>m</mi>
        <mo>&langle;</mo>
        <mi>x</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>y</mi>
        <msub>
          <mo>&rangle;</mo>
          <mn>0</mn>
        </msub>
        <mo>,</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mtext>if&nbsp;</mtext>
        <mi>m</mi>
        <mo>+</mo>
        <mi>n</mi>
        <mo>=</mo>
        <mn>0</mn>
        <mo>,</mo>
      </mtd>
    </mtr>
    <mtr>
      <mtd>
        <mn>0</mn>
        <mo>,</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mtext>otherwise</mtext>
        <mo>.</mo>
      </mtd>
    </mtr>
  </mtable>
  </mrow>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
</p>

<p>
Let
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>d</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <msup>
    <mover>
      <mi>&hfr;</mi>
      <mi>&OverBar;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>.</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>{</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>n</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>}</mo>
</math> be a basis of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&hfr;</mi>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>{</mo>
  <msub>
    <mi>&omega;</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>&omega;</mi>
    <mi>n</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>&omega;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>}</mo>
</math> the dual basis of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math> so that 
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>1</mn>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>&omega;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>1</mn>
  <mo>.</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
As an <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&hfr;</mi>
</math>-module
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mrow>
  <mo>(</mo>
  <munder>
    <mstyle scriptlevel="-1"><mo>&oplus;</mo></mstyle>
    <munder>
      <mrow>
        <mi>&alpha;</mi>
        <mo>&isin;</mo>
        <mi>R</mi>
      </mrow>
      <mrow>
        <mi>k</mi>
        <mo>&isin;</mo>
        <mi>&Zopf;</mi>
      </mrow>
    </munder>
  </munder>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>+</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  </mrow>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mrow>
  <mo>(</mo>
  <munder>
    <mstyle scriptlevel="-1"><mo>&oplus;</mo></mstyle>
    <munder>
      <mrow>
        <mi>k</mi>
        <mo>&isin;</mo>
        <mi>&Zopf;</mi>
      </mrow>
      <mrow>
         <mi>k</mi>
         <mo>&ne;</mo>
         <mn>0</mn>
      </mrow>
    </munder>
  </munder>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mrow>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  </mrow>
  <mo>&oplus;</mo>
  <msub>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>d</mi>
  <mo>,</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
where
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>+</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>k</mi>
  </msup>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mspace width="1em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="1em"/>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mrow>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>k</mi>
  </msup>
  <msub>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>.</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
</p>

<p>If <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msub>
    <mi>R</mi>
    <mi>re</mi>
  </msub>
</math> with <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>w</mi>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
</math> then
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <msub>
    <mo>&rangle;</mo>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <mover>
    <mi>w</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mover>
    <mi>w</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <msub>
    <mo>&rangle;</mo>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <msub>
    <mo>&rangle;</mo>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>span</mi>
  <mrow>
  <mo>{</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
    </mrow>
  </msup>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>k</mi>
  </msup>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>–</mo>
  <mi>k</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <msub>
    <mo>&rangle;</mo>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>}</mo>
  </mrow>
  <mo>&sime;</mo>
  <mi>&sfr;</mi>
  <msub>
    <mi>&lfr;</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>.</mo>
</math></td>
</tr></table>
The elements <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
    </mrow>
  </msup>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>k</mi>
  </msup>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
</math> act locally nilpotently on <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math> because <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
</math> act locally nilpotently on <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
</math>.
Let
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>–</mo>
  <mi>k</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>&langle;</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>&alpha;</mi>
  </msub>
  <msub>
    <mo>&rangle;</mo>
    <mn>0</mn>
  </msub>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
and define <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>&colon;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
  <mo>&rarr;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math>and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>&colon;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>&rarr;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
</math> by
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>–</mo>
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>(</mo>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>–</mo>
  <mi>k</mi>
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>)</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mi>h</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>–</mo>
  <mo>(</mo>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>–</mo>
  <mi>k</mi>
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>,</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&lambda;</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>h</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
</math>.
Then
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mover>
      <mi>s</mi>
      <mi>&Tilde;</mi>
    </mover>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mi>exp</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>ad</mi>
    <mrow>
      <msup>
        <mi>t</mi>
        <mrow>
          <mo>–</mo>
          <mi>k</mi>
        </mrow>
      </msup>
      <msub>
        <mi>e</mi>
        <mi>&alpha;</mi>
      </msub>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mi>exp</mi>
  <mo>(</mo>
  <mo>–</mo>
  <msub>
    <mi>ad</mi>
    <mrow>
      <msup>
        <mi>t</mi>
        <mi>k</mi>
      </msup>
      <msub>
        <mi>f</mi>
        <mi>&alpha;</mi>
      </msub>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mi>exp</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>ad</mi>
    <mrow>
      <msup>
        <mi>t</mi>
        <mrow>
          <mo>–</mo>
          <mi>k</mi>
        </mrow>
      </msup>
      <msub>
        <mi>e</mi>
        <mi>&alpha;</mi>
      </msub>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>)</mo>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
is a well defined automorphism of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math> and
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mover>
      <mi>s</mi>
      <mi>&Tilde;</mi>
    </mover>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&beta;</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mrow>
      <msub>
        <mi>s</mi>
        <mrow>
          <mi>&alpha;</mi>
          <mo>–</mo>
          <mi>k</mi>
          <mi>&delta;</mi>
        </mrow>
      </msub>
      <mi>&beta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mover>
      <mi>s</mi>
      <mi>&Tilde;</mi>
    </mover>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mi>h</mi>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>s</mi>
    <mrow>
      <mi>&alpha;</mi>
      <mo>–</mo>
      <mi>k</mi>
      <mi>&delta;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mi>h</mi>
</math></td>
<td class="eqno"></td>
</tr></table>
for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>h</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&beta;</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mover>
    <mi>R</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
</math>, where
<table class="dispeq">
<tr><td class="eq">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mover>
    <mi>R</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <mo>=</mo>
  <mrow>
  <mo>(</mo>
  <mi>R</mi>
  <mo>+</mo>
  <mi>&Zopf;</mi>
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>)</mo>
  </mrow>
  <mo>&xcup;</mo>
  <msub>
    <mi>&Zopf;</mi>
    <mrow>
      <mo>&ne;</mo>
      <mn>0</mn>
    </mrow>
  </msub>
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>.</mo>
</math></td>
</tr></table>
</p>

<p>If</p>

<h3 class="subsection"> The affine Lie algebra</h3>

<p>Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>

</math> be a finite dimensional complex semisimple Lie algebra with Killing
form <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&langle;</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>&rangle;</mi>
  <mo>:</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>&times;</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>&rarr;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
</math>. Viewing elements of the <em>loop Lie algebra</em></p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>&otimes;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
</math> with bracket <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>[</mo>
  <mi>x</mi>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mo>,</mo>
  <mi>y</mi>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>n</mi>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>[</mo>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>y</mi>
  <mo>]</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mi>m</mi>
      <mo>+</mo>
      <mi>n</mi>
    </mrow>
  </msup>
</math></p>

<p>as functions in <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>t</mi>
</math> identifies <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
</math> with the space of maps <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>S</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>&rarr;</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
</math>, where <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>S</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <mo>{</mo>
  <msup>
    <mi>e</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mi>&theta;</mi>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>&mid;</mo>
  <mn>0</mn>
  <mo>&le;</mo>
  <mi>&theta;</mi>
  <mo>&lt;</mo>
  <mn>2</mn>
  <mi>&pi;</mi>
  <mo>}</mo>
</math>. Since the space <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
</math> dual to the space of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math>-invariant bilinear forms on <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math> is one dimensional the universal central extension of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
</math> is </p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
</math> with <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>[</mo>
  <mi>x</mi>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mo>,</mo>
  <mi>y</mi>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>n</mi>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>[</mo>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>y</mi>
  <mo>]</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mi>m</mi>
      <mo>+</mo>
      <mi>n</mi>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>+</mo>
  <mi>m</mi>
  <msub>
    <mi>&delta;</mi>
    <mrow>
      <mi>m</mi>
      <mo>,</mo>
      <mo>–</mo>
      <mi>n</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mi>&langle;</mi>
  <mi>x</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>y</mi>
  <mi>&rangle;</mi>
  <mi>c</mi>
</math>,</p>

<p>where <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>c</mi>
</math> is central. The derivation <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>d</mi>
  <mo>:</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>&rarr;</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
</math> given by <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>d</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>t</mi>
  <mfrac>
    <mrow>
      <mi>d</mi>
      <mphantom>
        t</mphantom>
    </mrow>
    <mrow>
      <mi>d</mi>
      <mi>t</mi>
    </mrow>
  </mfrac>
</math> extends to <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
</math> by <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>d</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math> and adjoining this derivation gives the Lie algebra</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mover>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <mo>=</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>d</mi>
  <mspace width="1em"/>
</math> with <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mspace width="1em"/>
  <mo>[</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>x</mi>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>x</mi>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mi>m</mi>
  </msup>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>m</mi>
  <mi>x</mi>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mi>m</mi>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="1em"/>
  <mo>[</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math>.</p>

<p>Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&phiv;</mi>
</math> be the highest root of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math>, normalise the scalar product on <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
</math> so that <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&langle;</mi>
  <mi>&phiv;</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>&phiv;</mi>
  <mi>&rangle;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mn>2</mn>
  <mo>?</mo>
  <mo>?</mo>
  <mo>?</mo>
  <mo>?</mo>
</math> and let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&phiv;</mi>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mi>&phiv;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <msub>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mi>&phiv;</mi>
    </mrow>
  </msub>
</math> such that <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&langle;</mi>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&phiv;</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mi>&phiv;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mi>&rangle;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mn>1</mn>
</math>. Let</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mi>&phiv;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&phiv;</mi>
  </msub>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mo>[</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mi>&phiv;</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <msub>
    <mi>x</mi>
    <mi>&phiv;</mi>
  </msub>
  <mo>]</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>–</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <msup>
      <mi>&phiv;</mi>
      <mi>&vee;</mi>
    </msup>
  </msub>
  <mo>+</mo>
  <mi>c</mi>
</math>.</p>

<p>Let</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mover>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <mo>=</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>d</mi>
  <mspace width="2em"/>
</math>, and let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mspace width="2em"/>
  <mover>
    <msup>
      <mi>&hfr;</mi>
      <mo>*</mo>
    </msup>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>&gamma;</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>&delta;</mi>
</math>,</p>

<p>with <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math>, for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msup>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math>, and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>1</mn>
</math>.</p>

<p>Let</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>–</mo>
  <mi>&phiv;</mi>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msubsup>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mn>0</mn>
    <mo>&vee;</mo>
  </msubsup>
  <mo>=</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>–</mo>
  <msup>
    <mi>&phiv;</mi>
    <mo>&vee;</mo>
  </msup>
</math>, and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>A</mi>
    <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mn>1</mn>
      <mo>)</mo>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <mo>(</mo>
  <mi>&langle;</mi>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msubsup>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>j</mi>
    <mo>&vee;</mo>
  </msubsup>
  <mi>&rangle;</mi>
  <msub>
    <mo>)</mo>
    <mrow>
      <mn>0</mn>
      <mo>&lt;</mo>
      <mi>i</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>j</mi>
      <mo>&lt;</mo>
      <mi>&ell;</mi>
    </mrow>
  </msub>
</math>.</p>

<p>Then <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>e</mi>
    <mi>n</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>n</mi>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>n</mi>
  </msub>
</math> are generators of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mover>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
</math> as an affine Kac-Moody Lie algebra with Cartan matrix <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>A</mi>
    <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mn>1</mn>
      <mo>)</mo>
    </mrow>
  </msup>
</math> and minimal realization</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>(</mo>
  <mover>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <mo>,</mo>
  <mo>(</mo>
  <msubsup>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mn>0</mn>
    <mo>&vee;</mo>
  </msubsup>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msubsup>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>n</mi>
    <mo>&vee;</mo>
  </msubsup>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mi>&hellip;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>&alpha;</mi>
    <mi>n</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>)</mo>
</math>.</p>

<p>Note that <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>dim</mi>
  <mo>(</mo>
  <mover>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>n</mi>
  <mo>+</mo>
  <mn>2</mn>
  <mo>=</mo>
  <mn>2</mn>
  <mo>(</mo>
  <mi>n</mi>
  <mo>+</mo>
  <mn>1</mn>
  <mo>)</mo>
  <mo>–</mo>
  <mi>rank</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math> since <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>rank</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>n</mi>
</math>. The center of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mover>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
</math> is <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
</math>, the Cartan subalgebra of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mover>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
</math>is</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mover>
    <mi>&hfr;</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
  <mo>=</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>d</mi>
  <mspace width="2em"/>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>&sime;</mo>
  <mfrac>
    <msup>
      <mover>
        <mi>&gfr;</mi>
        <mi>&Tilde;</mi>
      </mover>
      <mi>&prime;</mi>
    </msup>
    <mrow>
      <mi>&Copf;</mi>
      <mi>c</mi>
    </mrow>
  </mfrac>
</math>, where <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mover>
      <mi>&gfr;</mi>
      <mi>&Tilde;</mi>
    </mover>
    <mi>&prime;</mi>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>,</mo>
  <msup>
    <mi>t</mi>
    <mrow>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>]</mo>
  <mo>&oplus;</mo>
  <mi>&Copf;</mi>
  <mi>c</mi>
</math></p>

<p>is the derived algebra of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mover>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
</math>. Define <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msup>
    <mover>
      <mi>&hfr;</mi>
      <mi>&Tilde;</mi>
    </mover>
    <mo>*</mo>
  </msup>
</math> by</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>d</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>1</mn>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>c</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>h</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math>, for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>h</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&hfr;</mi>
</math>.</p>

<p>The real and imaginary roots of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mover>
    <mi>&gfr;</mi>
    <mi>&Tilde;</mi>
  </mover>
</math> are</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mover>
      <mi>R</mi>
      <mi>&Tilde;</mi>
    </mover>
    <mi>re</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mo>{</mo>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>+</mo>
  <mi>r</mi>
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>&mid;</mo>
  <mi>&alpha;</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>R</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>r</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&Zopf;</mi>
  <mo>}</mo>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mover>
      <mi>R</mi>
      <mi>&Tilde;</mi>
    </mover>
    <mi>im</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mo>{</mo>
  <mi>r</mi>
  <mi>&delta;</mi>
  <mo>&mid;</mo>
  <mi>r</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>&Zopf;</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>r</mi>
  <mo>&ne;</mo>
  <mn>0</mn>
  <mo>}</mo>
</math>,</p>

<p>respectively, where each imaginary root has multiplicity <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>n</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>rank</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>&gfr;</mi>
  <mo>)</mo>
</math>.</p>


<h2 class="section"> References </h2>

<p>
<a name="[Gao]" id="[Gao]"> [Gao] </a> 
Y. Gao, 
<em> Central extensions of nonsymmetrizable Kac-Moody algebras over 
commutative rings</em> Proc. Amer. Math. Soc. <strong>121</strong>
(1994), no. 1, 67-76.
MR1185261 (94g:17046)  
</p>

<p>
<a name="[Had]" id="[Had]"> [Had] </a> 
A. Haddi, <em>Détermination des extensions centrales des algèbres de 
Kac-Moody</em> C. R. Acad. Sci. Paris Sér. I Math
<strong>306</strong> (1988), no. 16, 691--694. 
MR0944412 (89i:17018)  
</p>

<p>
<a name="[Kac]" id="[Kac]"> [Kac] </a> 
<a href="http://www-math.mit.edu/~kac/">
V. Kac</a>, 
<a href="http://www.cambridge.org/us/catalogue/catalogue.asp?isbn=0521466938">
Infinite dimensional Lie algebras</a>,
Second edition, 
<a href="http://www.cambridge.org/">Cambridge University Press</a>, 1985.
</p>


</body>
</html>

