Для доказательства используем следующие две леммы.
Лемма 1.
Если , то
Доказательство леммы 1.
Третье неравенство доказывается аналогично.
Доказательство леммы 1 завершено.
Лемма 2.
Если , то
Доказательство леммы 2.
Доказательство леммы 2 завершено.
Доказательство теоремы.
Используя леммы 1 и 2 и равенство
получаем
Первая сумма стремится к нулю по условиям теоремы, а вторая потому, что
и по неравенству Ляпунова для моментов и условиям теоремы
Теорема доказана.