形式的べき級数の合成関数の微分って

ほんとに (P(Q))'=P'(Q)Q' みたいなの成り立つんですか?
P, Q を形式的べき級数とします。いつも通り [x^n]PPx^n の係数、P'P微分とします。Q は代入したいので、 [x^0]Q = 0 とします。 (P^n)' = nP^{n-1}P'*1を用います。
示したいのは、 (P(Q))'=P'(Q)Q' です。こういうのは泥臭くやると示せて、
 \begin{align} [x^n]P(Q)=\sum_{k=0}^{n}[x^k]P\cdot[x^n]Q^k\end{align}
から、
 \begin{align} [x^n](P(Q))'&=(n+1)\sum_{k=0}^{n+1}[x^k]P\cdot[x^{n+1}]Q^k
\\\\&=\sum_{k=0}^{n+1}[x^k]P\cdot (n+1)[x^{n+1}]Q^k
\\\\&=\sum_{k=0}^{n+1}[x^k]P\cdot [x^n](Q^k)'
\\\\&=\sum_{k=0}^{n+1}[x^k]P\cdot [x^n](kQ^{k-1}Q')
\\\\&=\sum_{k=0}^{n+1}k[x^k]P\cdot \sum_{l=0}^n [x^l]Q^{k-1}\cdot [x^{n-l}]Q'
\\\\&= \sum_{l=0}^n(\sum_{k=1}^{n+1}k[x^k]P\cdot [x^l]Q^{k-1}) [x^{n-l}]Q'
\\\\&= \sum_{l=0}^n(\sum_{k=1}^{n+1} [x^{k-1}]P'\cdot [x^l]Q^{k-1}) [x^{n-l}]Q'
\\\\&= \sum_{l=0}^n(\sum_{k=0}^{n} [x^k]P'\cdot [x^l]Q^k) [x^{n-l}]Q'
\\\\&= \sum_{l=0}^n [x^l]P'(Q)\cdot [x^{n-l}]Q'
\\\\&= [x^n]P'(Q)Q'\end{align}
これは任意の n について成り立つので、 (P(Q))'=P'(Q)Q' が示せました。
よかったね。

(2022/08/31 追記)P多項式の時も合成が定義できるみたいです。