Доказательство Арнольда иллюстрирует то, что я сказал выше: часто доказательства в инвариантной форме оказываются оказываются длинее и сложнее координатных доказательств.
Ладно, вторая попытка. Имеется взаимно однозначное соответствие между векторными полями и локальными однопараметрическими группами диффеоморфизмов, которое строится так: в одну сторону -- это поток векторного поля, в другую -- траектория точки

даёт кривую, класс эквивалентности которой является вектором в этой точке. Т. е. однопараметрические группы совпадают, если совпадают их генераторы.
Дальше пусть есть два векторных поля

, и

,

-- их потоки. Рассмотрим семейство диффеоморфизмов

Это однопараметрическая подгруппа. Её генератор пропорционален коммутатору
![$[X,Y]$ $[X,Y]$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/4/3/3430a3895103dd13a1cdf2b4f637e16582.png)
, который равен нулю, поэтому это на самом деле это константа -- тождественный диффеоморфизм. Значит,

коммутирует с

. Если

, то также

коммутирует с

. Т. к.

произвольно, получаем, что

коммутирует с

, где

. По непрерывности получаем утверждение.
Я, правда, мог где-то что-то опять пропустить.