а продолжать скалярное произведение на все пространство (бесконечномерное) не будем?
Не будем. Раз уж произнесены слова "найдётся такое скалярное произведение, что..." -- значит, подразумевается, что
хоть одно скалярное произведение в этом пространстве (неважно с какими свойствами)
найдётся. Так вот,
относительно него отделим ту плоскость от её ортогонального дополнения и т.д.