Используйте тот факт, что этот оператор одномерен:

(где скобки означают скалярное произведение). Для одномерных операторов в гильбертовом пространстве (или, говоря по-другому, для операторов ранга 1) норма немедленно получается из неравенства Коши-Буняковского.