Тогда не пойму, где в доказательстве ошибка:
Пусть

,

-- линейные непрерывные операторы, причём

-- компактный. Для удобства примем, что

,

,

-- банаховы . Тогда

; рассмотрим ограниченное множество

. Поскольку

-- компактный, то

-- предкомпакт в

. С другой стороны,

.

-- непрерывный оператор, поэтому

-- ограниченное множество, и

-- предкомпакт, где

-- ограниченное. Таким образом,

-- компактный оператор