Mình lấy $A$ là ma trân vuông cỡ $n$. Với $i_1,\ldots,i_r$ và $j_1,\ldots,j_r$ là hai bộ $r$ chỉ số (không nhất thiết đôi một phân biệt), ta ký hiệu
$$A^{i_1,\ldots,i_r}_{j_1,\ldots,j_r}$$
là định thức của ma trận cỡ $r \times r$ tạo bởi lấy các phần thử trên các hàng thứ $i_1,\ldots,i_r$ của $A$ và các cột thứ $j_1,\ldots,j_r$ của $A$.
Giả sử $A$ có hạng $r$, thế thì mọi định thức con cỡ $r+1$ của $A$ đều bằng $0$, và tồn tại một định thức con cỡ $r$ của $A$ khác $0$.
- Khi đổi chỗ hai hàng hoặc hai cột, rõ ràng các định thức con $A^{i_1,\ldots,i_{r+1}}_{j_1,\ldots,j_{r+1}}$ chỉ đảo giá trị lẫn nhau, nên vẫn bằng $0$.
- Khi nhân hàng thứ $i$ với vô hướng $\lambda \neq 0$, định thức con $A^{i_1,\ldots,i_{r+1}}_{j_1,\ldots,j_{r+1}}$ trở thành $\lambda A^{i_1,\ldots,i_{r+1}}_{j_1,\ldots,j_{r+1}}$ nếu $i \in \{i_1,\ldots,i_{r+1}\}$ và không đổi nếu ngược lại, trong mọi trường hợp thì vẫn bằng $0$. Tương tự cho việc nhân một cột $j$ với một vô hướng $\lambda \neq 0$.
- Khi áp dụng $H_i \leftarrow H_i + \lambda H_{i'}$ (cộng $\lambda$ lần hàng thứ $i'$ vào hàng thứ $i$, với $i \neq i'$ và $\lambda \in \mathbb{R}$), định thức con $A^{i_1,\ldots,i_{r+1}}_{j_1,\ldots,j_{r+1}}$ không đổi nếu $i \notin \{i_1,\ldots,i_{r+1}\}$. Trong trường hợp $i \in \{i_1,\ldots,i_{r+1}\}$, ta có thể giả sử $i = i_1$ chẳng hạn, thế thì định thức $A^{i_1,\ldots,i_{r+1}}_{j_1,\ldots,j_{r+1}}$ trở thành $A^{i_1,\ldots,i_{r+1}}_{j_1,\ldots,j_{r+1}} + \lambda A^{i',\ldots,i_{r+1}}_{j_1,\ldots,j_{r+1}}$ qua phép biến đổi này, và vì thế vẫn bằng $0$. Tương tự cho các phép biến đổi cột $C_j \leftarrow C_j + \lambda C_{j'}$.
Vậy ta đã chứng minh nếu $A$ có hạng $r$ thì sau các phép biến đổi sơ cấp, các định thức con cấp $r+1$ cũng $A$ đều bằng $0$.
Ta còn phải chỉ ra rằng $A$ có một định thức con cấp $r$ khác $0$. Giả sử ban đầu $A$ có một định thức con cấp $r$ khác $0$ là $A^{i_1,\ldots,i_r}_{j_1,\ldots,j_r}$.
- Khi đổi chỗ hai hàng $i$ và $i'$, có thể xảy ra các trường hợp $i, i' \in \{i_1,\ldots,i_r\}$ (khi đó $A^{i_1,\ldots,i_r}_{j_1,\ldots,j_r}$ đổi dấu, vì thế vẫn khác $0$), hoặc $i \in \{i_1,\ldots,i_r\}$ và $i' \notin \{i_1,\ldots,i_r\}$, (khi đó $A^{i_1,\ldots,i_r}_{j_1,\ldots,j_r}$ sẽ khác $0$ khi thay $i$ bởi $i'$), hoặc $i \notin \{i_1,\ldots,i_r\}$ và $i' \in \{i_1,\ldots,i_r\}$ (tương tự), hoặc $i, i' \notin \{i_1,\ldots,i_r\}$ (khi đó $A^{i_1,\ldots,i_r}_{j_1,\ldots,j_r}$ không đổi, vì thế vẫn khác $0$). Tương tự khi đổi chỗ hai cột $j$ và $j'$.
- Khi nhân hàng thứ $i$ với vô hướng $\lambda \neq 0$, định thức con $A^{i_1,\ldots,i_{r}}_{j_1,\ldots,j_{r}}$ trở thành $\lambda A^{i_1,\ldots,i_{r}}_{j_1,\ldots,j_{r}}$ nếu $i \in \{i_1,\ldots,i_{r}\}$ và không đổi nếu ngược lại, trong mọi trường hợp thì vẫn khác $0$. Tương tự cho việc nhân một cột $j$ với một vô hướng $\lambda \neq 0$.
- Khi áp dụng $H_i \leftarrow H_i + \lambda H_{i'}$, thì rắc rối hơn một chút.
- Nếu $i \notin \{i_1,\ldots,i_r\}$ thì $A^{i_1,\ldots,i_{r}}_{j_1,\ldots,j_{r}}$ không đổi, nên vẫn khác $0$.
- Nếu $i, i' \in \{i_1,\ldots,i_r\}$ thì $A^{i_1,\ldots,i_{r}}_{j_1,\ldots,j_{r}}$ được cộng thêm một định thức mới với hai hàng bằng nhau (thứ $i$ và thứ $i'$), nên không đổi, nên vẫn khác $0$.
- Nếu $i \in \{i_1,\ldots,i_r\}$ và $i' \notin \{i_1,\ldots,i_r\}$. Ta giả sử chẳng hạn $i = i_1$, thế thì $A^{i_1,\ldots,i_{r}}_{j_1,\ldots,j_{r}}$ trở thành $A^{i_1,\ldots,i_{r}}_{j_1,\ldots,j_{r}} + \lambda A^{i',\ldots,i_{r}}_{j_1,\ldots,j_{r}}$. Nếu $A^{i',\ldots,i_{r}}_{j_1,\ldots,j_{r}} = 0$ thì $A^{i_1,\ldots,i_{r}}_{j_1,\ldots,j_{r}}$ không đổi, nên vẫn khác $0$. Nếu $A^{i',\ldots,i_{r}}_{j_1,\ldots,j_{r}} \neq 0$, nhân xét rằng đây là một định thức con cấp $r$ khác $0$ của ma trận mới thu được sau khi áp dụng $H_i \leftarrow H_i + \lambda H_{i'}$ (vì phép biến đổi này chỉ thay đổi hàng $i$, trong khi $i \notin \{i',i_2,\ldots,i_r\}$.
Vậy ma trận mới thu được vẫn có một định thức con cấp $r$ khác $0$ trong mọi trường hợp. Tương tự cho phép biến đổi cột $C_j \leftarrow C_j + \lambda C_{j'}$.