Wówczas dla zachodzi nierówność:

ponieważ dla

Należy teraz rozpatrzeć, co dzieje się z wartościami funkcji w kole Rozważmy funkcję

która przyjmuje wartości rzeczywiste. Ponieważ koło domknięte jest zbiorem zwartym, istnieje więc taki jego element że:

Wynika stąd, że:

Możemy tym samym oszacować funkcję na całej płaszczyźnie:

Wówczas z twierdzenia Liouville’a wynika, że jest stała, ale wtedy:

też jest stała, co jest sprzeczne z przypuszczeniem, a zatem wielomian ma pierwiastek zespolony.

Przykład innego dowodu Wystarczy wykazać, że dla każdego wielomianu zespolonego

istnieje taka liczba zespolona że

Lemat 1 Jeśli jest niezerowym wielomianem o współczynnikach zespolonych, to

Dowód Niech

Wówczas

gdzie:

Z ciągłości funkcji wielomianowej oraz faktu, że dla pewnego spełniony jest warunek

o ile tylko Stąd, jeśli

to

Podstawiając dostajemy

dla wszystkich

Ostatecznie:

oraz

gdy

Istnieje więc takie że teza lematu jest spełniona, mianowicie:

Lemat Cauchy’ego Dla każdego wielomianu o współczynnikach zespolonych, dla którego istnieje taka liczba że minimum funkcji jest osiągnięte w kole

Dowód Niech

przy czym Niech ponadto