Las lentes divergentes solo producen imágenes virtuales, derechas y de menor tamaño que el objeto, por lo que no cumplen las condiciones del enunciado. En cambio, una lente convergente actúa como lupa cuando el objeto se sitúa a una distancia de la lente menor que su distancia focal ($|s| < f$).

El trazado de rayos se basa en los siguientes principios: un rayo paralelo al eje óptico se refracta pasando por el foco imagen ($F'$); un rayo que pasa por el centro óptico no se desvía. En este caso, los rayos refractados son divergentes, por lo que la imagen se forma en la intersección de sus prolongaciones hacia atrás.Justificación mediante las ecuaciones de las lentes delgadas y el aumento lateral:

Como la lente es convergente, $f' > 0$. Al situar el objeto en la posición $s$ tal que $|s| < f'$, la ecuación de la lente implica que $s'$ será negativo (imagen virtual, formada en el mismo lado que el objeto) y que $|s'| > |s|$. En consecuencia, el aumento lateral $M$ será positivo y mayor que 1, lo que confirma que la imagen es derecha y de mayor tamaño que el objeto.