Với mọi số thực a;b dương và n nguyên dương, ta có:
\(\frac{a^{n+1}+b^{n+1}}{a^n+b^n}\ge\frac{a+b}{2}\)
Thật vậy, BĐT tương đương:
\(2a^{n+1}+2b^{n+1}\ge\left(a+b\right)\left(a^n+b^n\right)\)
\(\Leftrightarrow a^{n+1}-a^nb+b^{n+1}-b^na\ge0\)
\(\Leftrightarrow\left(a^n-b^n\right)\left(a-b\right)\ge0\)
\(\Leftrightarrow\left(a-b\right)^2\left(a^{n-1}+a^{n-2}b+...+b^{n-1}\right)\ge0\) (luôn đúng)
Áp dụng nó cho bài toán trên là xong