требуется выполнить проверку, что это действительно так, подставляя в левую и правую части соотношения определенные допустимые значения.
Такая проверка никогда не будет окончательной. Подставляя значения можно утверждение опровергнуть, но не доказать. И, да. "Проверить" здесь означает "доказать".
Но если нам говорят «проверить», то подразумевается, что соотношение уже доказано
А что, когда вам говорят "доказать", в учебном курсе, утверждение не доказано?
Как раз наоборот, "проверять" имеет смысл, если истинность не ясна.