a=0时必有b=0,线性变换T0=0,结论显然成立

a≠0时:(εi、ηi为两组标准正交基)

令a=∑xiεi,由于(a,a)=(b,b)

(b-∑xiηi,b-∑xiηi)=0,b-∑xiηi=0,b=∑xiηi

而由εi到ηi存在正交变换T使Tεi=ηi

Ta=∑xiTεi=∑xiηi=b.