ℓm 공간 안에 있는 어떤 벡터
\mathbf a를 잡으면,
\mathbf a=\{a_k\}\in \ell^m, 즉
(\|\mathbf a \|_m)^m = \sum |a_k|^m<+\infty이므로
\displaystyle\lim_{k\to\infty} (a_k)^m = 0이고
\displaystyle\lim_{k\to\infty} a_k = 0이다.
따라서 자연수 집합 안에서
k\geq N \rightarrow |a_k|<1인 적당히 큰 수 N를 잡을 수 있다. 이때
k\geq N에 대하여
|a_k|^2 \leq |a_k| \\ (\|\mathbf a\|_2)^2 = \sum_{i=1}^\infty |a_k|^2 = \sum_{i=1}^{N-1} |a_k|^2 +\sum_{i=N}^\infty |a_k|^2\leq \sum_{i=1}^{N-1} |a_k|^2 +\sum_{i=N}^\infty |a_k|여기서
\sum_{i=1}^{N-1} |a_k|^2는 유한한 값 유한 개를 더한 값이므로 유한하고,
\sum_{i=N}^\infty |a_k|는 점점 0으로 가는 1보다 작은 수들의 합이므로 유한하다. ■