Если
,то теорема, очевидно, верна. Следовательно она верна для простых функций. Далее используем предельный переход под знаком интеграла Лебега.
Доказательство завершено.
Приведем пример вычисления условной плотности и условного математического ожидания.
Пример.
Пусть распределение вектора
является двумерным нормальным распределением

Тогда одномерная плотность
равна

и условная плотность
Замечая, что данная плотность является плотностью нормального распределения с математическим ожиданием 
получаем, что







