假設存在一個求積公式
∫ a b f ( x ) d x ≈ w a f ( a ) + w b f ( b ) + ∑ j = 1 n w j f ( x j ) {\displaystyle \int _{a}^{b}f(x)dx\approx w_{a}f(a)+w_{b}f(b)+\sum _{j=1}^{n}w_{j}f(x_{j})\!\,}
當 f {\displaystyle f\!\,} 是一個 2 n + 1 {\displaystyle 2n+1\!\,} 次多項式時,該公式能夠精確地計算積分。這裡節點 { x j } j = 1 n {\displaystyle \{x_{j}\}_{j=1}^{n}\!\,} 都是不同的。證明節點位於開區間 ( a , b ) {\displaystyle (a,b)\!\,} 中,並且權重 w a , w b {\displaystyle w_{a},w_{b}\!\,} 和 { w j } j = 1 n {\displaystyle \{w_{j}\}_{j=1}^{n}\!\,} 為正數。
令 { x i } i = 1 l {\displaystyle \{x_{i}\}_{i=1}^{l}\!\,} 為位於區間 ( a , b ) {\displaystyle (a,b)\!\,} 內的節點。
令 q l ( x ) = ∏ i = 1 l ( x − x i ) {\displaystyle q_{l}(x)=\prod _{i=1}^{l}(x-x_{i})\!\,} ,這是一個 l {\displaystyle l\!\,} 次多項式。
令 p n ( x ) = ∏ i = 1 n ( x − x i ) = q l ( x ) ∏ i = 1 n − l ( x − x i ) {\displaystyle p_{n}(x)=\prod _{i=1}^{n}(x-x_{i})=q_{l}(x)\prod _{i=1}^{n-l}(x-x_{i})\!\,} ,這是一個 n > l {\displaystyle n>l\!\,} 次多項式。
那麼
⟨ p n , q l ⟩ = ∫ a b q l 2 ( x ) ∏ i = 1 n − l ( x − x i ) ⏟ r ( x ) ≠ 0 {\displaystyle \langle p_{n},q_{l}\rangle =\int _{a}^{b}q_{l}^{2}(x)\underbrace {\prod _{i=1}^{n-l}(x-x_{i})} _{r(x)}\neq 0\!\,}
因為 r ( x ) {\displaystyle r(x)\!\,} 在區間 ( a , b ) {\displaystyle (a,b)\!\,} 上符號不變,因為對於 i = 1 , 2 , … n − l {\displaystyle i=1,2,\ldots n-l\!\,} , x i ∉ ( a , b ) . {\displaystyle x_{i}\not \in (a,b).\!\,}
這意味著 q l {\displaystyle q_{l}\!\,} 的次數為 n {\displaystyle n\!\,} ,否則
⟨ p n , q l ⟩ = 0 {\displaystyle \langle p_{n},q_{l}\rangle =0\!\,}
根據 p n {\displaystyle p_{n}\!\,} 的正交性。