Как доказать компактность интегрального оператора с ядром из
![$L_2[0,1]$ $L_2[0,1]$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/9/9/9995872b7fae100e1a05b0003beffe9a82.png)
Разложите его ядро в ряд Фурье по ортонормированной системе

, где

-- любая полная ортонормированная система в
![$L_2[0,1]$ $L_2[0,1]$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/9/9/9995872b7fae100e1a05b0003beffe9a82.png)
. Частичные суммы этого ряда будут ядрами некоторых конечномерных операторов. И эти конечномерные операторы будут сходиться к исходному по норме (просто потому, что тот ряд Фурье сходится к ядру исходного в
![$L_2\big([0,1]\times[0,1]\big)$ $L_2\big([0,1]\times[0,1]\big)$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/8/2/0/820e370addd02387a85d4fb9cdacd0be82.png)
.