Попробуйте вычесть одну дробь из другой (с приведением к общему знаменателю).
Да не надо ничего никуда приводить. Сравните числитель с числителем, а знаменатель со знаменателем. Что эти два сравнения говорят о сравнении дробей?
Понятно, что при
,
и
, ну и соответственно неравенство выполняется. Вопрос больше про то, почему выбрано именно такое преобразование? Ведь в принципе ради сохранения неравенства можно было бы выбрать любое преобразование лишь бы неравенство не нарушалось. Например, сразу взять
и прийти к выводу, что предел будет
. Т.е. вопрос про то какие преобразования допустимы в данном случае? Тождественные понятно, можно проводить при любом раскладе.