Esto es una pregunta de teoría pura. ¿No lo teneís en el libro a apuntes que os han dado? Es que aparte de que es muy complicado escribir aquí las expresiones, hay versiones más o menos sencillas del teorema. Y no te voy a poner una versión super complicada si la que habéis dado es más ligera o vicersa.
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Te voy a remitir a una demostración en un documento de internet, ya te digo que yo no puedo escribir aquí todo ese documento, el editor de ecuaciones es muy ingrato y pesado de usar, cuando llevas unas pocas lineas escritas ya no puede el ordenador con él y se vuelve una tortuga o directamente se para.
http://www.mat.ucm.es/~dazagrar/docencia/cap5.pdf
Y eso es todo.