> 私が自分で調べた解答も同じ方法でした。
？？？。つまり、amsthm.sty で用意されている \theoremstyle を使うのではなくて、（やはり amsthm.sty で定義されているものですが）proof 環境を使う、というのが「解答」ということですか？
amsthm.sty のドキュメント（amsthdoc.pdf）は読まれましたか？ それと、theorem って、引数をとるのではなくて、環境ではありませんでしたか？
% from: 3-3-20.ltx (slightly changed)
%
%% The LaTeX Companion, 2ed (second printing August 2004)
%%
%% Example 3-3-20 on page 140.
%%
%% Copyright (C) 2004 Frank Mittelbach, Michel Goossens,
%% Johannes Braams, David Carlisle, and Chris Rowley
\documentclass{article}
\let\StartShownPreambleCommands\relax
\let\StopShownPreambleCommands\relax
\StartShownPreambleCommands
\usepackage{amsthm}
\theoremstyle{plain} \newtheorem{thm}{Theorem}
\theoremstyle{definition} \newtheorem{defn}[thm]{Definition}
\theoremstyle{remark} \newtheorem*{rem}{Remark}
\StopShownPreambleCommands
\begin{document}
\begin{defn}
A typographical challenge is a problem that cannot be
solved with the help of \emph{The \LaTeX{} Companion}.
\end{defn}
\begin{thm}There are no typographical challenges.\end{thm}
\begin{rem}The proof is left to the reader.\end{rem}
\end{document}