Если верна пропорция 
, то по основному свойству пропорции произведение крайних членов равно произведению средних членов:
Рассмотрим пропорцию 
. Проверим, равно ли произведение крайних и произведение средних членов:
Слагаемое 
взаимно уничтожается.
Это равенство верно, так как оно получено из исходной верной пропорции.
Рассмотрим пропорцию 
. Проверим, равно ли произведение крайних и произведение средних членов:
Слагаемое 
взаимно уничтожается.
Это равенство также верно, так как оно получено из исходной верной пропорции.
Покажем, что ничего другого быть не может. Если между 2 и 4 есть более одного числа, то разность прогрессии является рациональным, но не целым числом. Запишем её в виде несократимой дроби: d=m/n, где n>1. Тогда все члены прогрессии будут рациональными числами с ограниченными в совокупностями знаменателями (делителями n).
С другой стороны, при возведении в квадрат числa a2=2+d=2n+mn, которое также записано в виде несократимой дроби, получится несократимая дробь со знаменателем n2, и это противоречит сказанному выше.