◄Необходимость 
То, что последовательность имеет предел, запишем так:
. Легко видеть, что
. По свойству модулей:
. Обозначив
, имеем:
, т.е. из существования предела последовательности легко следует ее фундаментальность.
Достаточность 
Во-первых, из фундаментальности последовательности следует ее ограниченность. Действительно, пусть
. Тогда существует
такое, что для всех
имеет место неравенство
. Положим
. Тогда для всех
, т.е.
. Пусть
. Из этих неравенств тогда следует, что при
имеем:
. Положим
. Теперь для всех
имеет место неравенство
, т.е.
- ограниченная последовательность.
По теореме 12.2 существует подпоследовательность
такая, что она имеет некоторый предел
, т.е.
. Докажем, что вся последовательность имеет тот же предел, т.е. что
, для чего достаточно доказать, что
.
У нас доказано, что
, что
.
Если
и если
, то
, поэтому
, что и требовалось доказать. ►
Теорема 12.4 (Критерий Коши для функции) Условие: для любого
существует такое
, что для любых
из
разность значений функции
в этих точках по абсолютной величине меньше
, равносильно тому, что существует предел этой функции при
, т.е.
. (1)
◄Необходимость 
Пусть существует предел
. Тогда
. Так как
, то
,
. Следовательно,
.
Достаточность 