Ja, bei so einfachen Fällen geht es auch ohne Ableitung:
Im Bereich [0;2] ist es die Quadratfunktion.
Wenn also a<b ist und beide aus [0;2] .
dann musst du zeigen: a2 < b2 .
<=> 0 < ( b2 - a2 )
<=> 0 < ( b - a ) * ( b + a )
Der 1. Faktor ist pos. da a<b und der zweite Faktor weil beide aus [0;2] .
Also ist f über [0;2] streng monoton steigend.
Für x >2 gilt ja f(x) = x+5 .
Also wieder: wenn in dem Bereich a < b dann auch
f(a) < f(b) weil a + 5 < b+5 .
Also ist f auch streng monoton steigend über ℝ>2 .
Dann musst du noch den Fall a aus [0;2] und b > 2 untersuchen.
Dann ist f(a) ≤ f(2) = 4 und f(b) < 0+5 = 5
also insgesamt auch hier f(a) < f(b) .
Also f insgesamt streng mon. steigend. q.e.d.