最初に簡単のため、
が対称
の場合を考える。
冪乗法により、
と対応する固有ベクトル
を求めたとする。
に属する固有ベクトルを
として (
)、
,
,
が正規直交系 (
) であるとする
(ただし
について、具体的に求めるわけではない)。
このとき、
とおくと、これも対称で、
ゆえに
と任意に与えられたベクトル
との積は
と計算できるので、