左推右:
注意到投影是自伴算子(为什么? )
由于 是投影,故
右推左:
对任何 ,有
对 分解有 ,其中 并且
对 分解有 ,因此得到 的第二个分解 ,其中 ,并且下面即将说明 。这样,我们就得到了 的两个 的分解,由分解的唯一性知 。这是对任意 都成立的,因此 。
现在说明 。对 分解有 。由于 且 ,故 。