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이거 해설이 없어서 어떻게 증명하는지를 잘 모르겠어요

가운데 항을 시그마랑 정적분을 통해서 표현한다음 비교하려고 시도했는데 가운데항이랑 오른쪽항 사이의 부등식은 약간 구분구적법 상합 느낌으로 비교하면 될 것같은데

가운데 항이랑 왼쪽항 사이의 부등식은 어떻게 증명해야할 지를 도저히 모르겠어요

가운데항이랑 오른쪽 항 비교하는 방법도 정석적인게 있다면 알려주시면 정말 감사하겠습니다