(1) とする。 のとき、 また、 のとき が成り立つと仮定すると、 のとき、 数学的帰納法より、 であるから は有界である。 また 分子は であり、 のとき である。 また、分母は、 である。 よって、 であるから、 は単調増加である。 の極限を とすると、有界な単調数列は収束するから、 より、