Będziemy zaznaczać liczby w kilku krokach. W kroku 1. w każdym wierszu
zaznaczamy najmniejszą liczbę. Jeśli wówczas w każdej kolumnie jest
zaznaczona dokładnie jedna liczba, to kończymy. W przeciwnym razie,
w kolejnym kroku w każdej kolumnie, w której znajdują się co najmniej dwie
zaznaczone liczby, odznaczamy je wszystkie (czyli usuwamy zaznaczenie) oprócz
największej. W ten sposób powstały wiersze, w których nie zaznaczono
żadnej liczby – nazwijmy je wierszami wolnymi. Następnie zaznaczamy
w każdym wolnym wierszu najmniejszą liczbę spośród tych, które nigdy
wcześniej nie były zaznaczane ani odznaczane. W następnym kroku znowu
patrzymy na kolumny, w których są zaznaczone co najmniej dwie liczby,
i powtarzamy opisane rozumowanie, aż uzyskamy odpowiednie zaznaczenie lub
nie będzie można wykonać kolejnego kroku.
Każdy wiersz może stać się wolny co najwyżej
razy, więc
wykonamy co najwyżej
kroków. Po ostatnim kroku
w każdej kolumnie będzie zaznaczony dokładnie jeden element.
Dla ustalenia uwagi przyjmijmy, że w tej procedurze zaznaczono elementy
z przekątnej
(możemy tak założyć, ewentualnie przestawiając
kolumny). Spójrzmy na
-ty wiersz. Jeśli
dla pewnego
to znaczy, że w pewnym kroku liczba
była odznaczona,
a zatem