평균값 정리에 의해 \(\frac{f(b) - f(a)}{b - a} = f'(c)\) 인 \(c\)가 \((a, b)\)에 존재한다.
이때 \(f'(c) > 0\) 이므로 \(f(b) > f(a)\) 이다.
함수 \(f(x)\)는 닫힌구간 \([a, b]\)에서 연속이고 열린구간 \((a, b)\)에서 미분가능하므로,
평균값 정리에 의해 \(\frac{f(b) - f(a)}{b - a} = f'(c)\) 를 만족하는 실수 \(c\)가 열린구간 \((a, b)\)에 적어도 하나 존재한다.
모든 \(x \in (a, b)\)에서 \(f'(x) > 0\) 이므로 \(f'(c) > 0\) 이고, \(b > a\) 이므로 \(f(b) - f(a) > 0\), 즉 \(f(b) > f(a)\) 이다.