В учебнике Колмогорова-Фомина дана такая формулировка:
Или по другому, учитывая термины и определения, приводимые выше в учебнике: если одновременно выполняются два условия - существует 1) биекция
и 2) биекция
, то между элементами множествами
и
можно установить взаимно однозначное соответствие.
Рассмотрим биекцию
. По определению количество элементов множества
меньше либо равно количеству элементов в
и количество элементов
меньше либо равно количеству элементов в
. В случае равенства количества элементов мы получаем биекцию
и по определению эквивалентности получаем
. Аналогично с биекцией
. В случае, если количество элементов в
меньше, чем в
, тогда очевидно, что количество элементов
должно быть меньше количеству в
. Но тут противоречие с исходной биекцией
, так как, если количество элементов в
меньше, чем в
, то количество элементов в
так же должно быть меньше, чем в
. Соответственно, условия могут одновременно выполняться только в случае совпадения количества элементов
и
, т.е. в случае эквивалентности.