Xét tam giác $ABM$:
Theo bất đẳng thức tam giác:
$AB < AM + MB$
$\Rightarrow AB < AM + \dfrac{BC}{2}$
$\Rightarrow AM > AB - \dfrac{BC}{2}$ \hfill (1)
Xét tam giác $ACM$:
$AM < AC + CM$
$\Rightarrow AM < AC + \dfrac{BC}{2}$ \hfill (2)
Lại có trong tam giác $ABC$:
$BC < AB + AC$
$\Rightarrow \dfrac{BC}{2} < \dfrac{AB + AC}{2}$
Thay vào (1):
$AM > AB - \dfrac{AB + AC}{2}$
$AM > \dfrac{2AB - AB - AC}{2}$
$AM > \dfrac{AB - AC}{2}$ (*)
Từ (2):
$AM < AC + \dfrac{AB + AC}{2}$
$AM < \dfrac{AB + 3AC}{2}$
Mà $AB > AC \Rightarrow \dfrac{AB + AC}{2} < \dfrac{AB + 3AC}{2}$
$\Rightarrow AM < \dfrac{AB + AC}{2}$ (**)
Từ (*) và (**) => đpcm