合p是光束的正交一致性曲面。证：作两条附加直线M'A和P'C。令M与M'无限接近，因M'A与曲面m 垂直，光线[M'ABCP']与光线[M'A'B'C'P']之差是MM'线段的高次微小项即[M'ABCP']～[M'A'B'C'P']。但根据费马原理的要求，[M'A'B'C'P]=[MABCP]，代入前式，可得[M'ABCP']=[MABCP];令第一介质和最后介质的折射率分别为n,n'，则消除共同线段之后可得：formula_1由此formula_2在M和M'无限接近时M