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平均値の定理を利用します。
まず与式の
両辺をa-b(>0)で割ります。
{log(a+1)-log(b+1)}/(a-b)≦1
{log(a+1)-log(b+1)}/{(a+1)-(b+1)}≦1
g(x)= logxとおく。
任意の正数xに関して連続かつ微分可能。
開区間(b+1,a+1)で微分可能
閉区間[b+1,a+1]で連続
ここで平均値の定理より
{g(a+1)-g(b+1)}/{(a+1)-(b+1)}=f'(c)
この等式と以下の不等式
b+1<c<a+1を満たす実数cが存在する。
g'(x)=1/xより
{log(a+1)-log(b+1)}/{(a+1)-(b+1)}=1/c・・①
0<b+1<c<a+1・・②
②より
0<1/(a+1)<1/c<1/(b+1)
①に代入すると
1/(a+1)<{log(a+1)-log(b+1)}/(a-b)<1/(b+1)
b>0より1/(b+1)<1
{log(a+1)-log(b+1)}<1
証明終了…ですかね⁇
ありがとうございます!!