Bizonyítás
Indirekt bizonyítást fogunk alkalmazni, azaz megmutatjuk, hogy milyen képtelen következményekhez vezetne, ha az állítás nem lenne igaz. Tegyük fel ezért, hogy léteznek olyan galád és természetes számok, amelyek esetén , ugyanakkor és .
Mivel , ezért a 11.1. Definíció 3. pontja miatt létezik olyan természetes szám, amelynek épp a rákövetkezője. Jelöljük ezt a számot -vel, a rákövetkezési függvényt pedig -sel, azaz . Ekkor viszont helyére behelyettesítve -t, a következőt kapjuk:
A 12.1. Definíció 2. pontja miatt ez a kifejezés így is írható:
Viszont a 12.19. Lemma miatt a természetes számok körében egy összeg csak akkor lehet , ha mindkét tagja . Azaz jelen esetben és . Ezek közül a második viszont ellentmond annak az indirekt feltételezésünknek, miszerint .
∎