Aslında soruda verilen ifade gerek ve yeter şarttır. Yani sağ taraf sol tarafı gerektirmekte.
Şimdi kabul edelim ki; $A\neq \emptyset$ ve $B\neq \emptyset$ olsun. $A=B$ olduğunu görelim. Bunun için birbirlerinin altkümesi olduklarını göstereceğiz. $x\in A$ olsun. $B\neq \emptyset$ olduğundan en az bir eleman vardır. Buna $y\in B$ diyelim. Bu durumda $(x,y)\in A\times B=B\times A$ yani $x\in B$ elde edilir. $x$ keyfi seçildiğinden $A\subseteq B$ bulunur. Benzer işlemin tekrarıyla $B\subseteq A$ elde etmek mümkündür. Sonuç $A=B$ şeklindedir.