Доказательство. (1) Если
, то
и
(2) Если
. Так как
действительные числа, то из,
следует
(3) В силу (1)
Из равенства
следует формула (3).
(4) Согласно (3), при
Следовательно,
(5) На основании (1) имеем
Кроме того, если
, то
. Поэтому
следовательно,
. На основании формулы (3) и последнего неравенства заключаем, что при
Следовательно,
(6) Так как
то в силу
Следовательно,
(7) Поскольку число
и
равно
или
то неравенство (7) следует из неравенства (6).