证明思路
只需在单个 n-单形 σ=[v0,…,vn] 上验证该结论,再用线性性扩展即可。按定义,∂nσ=∑i=0n(−1)i[v0,…,vi^,…,vn],其中 vi^ 表示删去 vi。
对每一项作用 ∂n−1,再从 [v0,…,vi^,…,vn] 中删去第二个顶点 vj(j=i),得到恰好缺少两个顶点 vi,vj 的面 [v0,…,vj^,…,vi^,…,vn]。仔细跟踪符号:当 j<i 时,位置 j 先被删去(符号 (−1)j),处于已带符号 (−1)i 的项内,总符号为 (−1)i+j;当 j>i 时,从 (n−1)-单形 [v0,…,vi^,…,vn] 中删去 vj 会移除此时位于位置 j−1 的顶点(因为 vi 已先被删去),符号为 (−1)i(−1)j−1=−(−1)i+j。
因此 ∂n−1∂nσ=∑j<i(−1)i+j[…,vj^,…,vi^,…]+∑j>i(−(−1)i+j)[…,vi^,…,vj^,…]。每个恰好缺少两个顶点 {vi,vj}(i<j)的面在此双重和中恰好出现两次:一次来自先删 vi 后删 vj(贡献 −(−1)i+j),一次来自先删 vj 后删 vi(贡献 +(−1)i+j),两者恰好相反。
所有项两两相消,故对每个单形 σ 有 ∂n−1∂nσ=0,由线性性得 Cn 全体上 ∂n∘∂n+1=0。