Lời giải:
Áp dụng BĐT Bunhiacopxky:
\((a^2+b+c)(1+b+c)\geq (a+b+c)^2\Rightarrow \sqrt{a^2+b+c}\geq \frac{a+b+c}{\sqrt{1+b+c}}\)
\(\Rightarrow \frac{a}{\sqrt{a^2+b+c}}=\frac{a\sqrt{1+b+c}}{a+b+c}\)
Hoàn toàn tương tự với các phân thức còn lại:
\(\Rightarrow \text{VT}\leq \frac{a\sqrt{1+b+c}+b\sqrt{1+a+c}+c\sqrt{1+a+b}}{a+b+c}\)
Tiếp tục sd BĐT Bunhiacopxky:
\((a\sqrt{1+b+c}+b\sqrt{1+a+c}+c\sqrt{1+a+b})^2\leq (a+b+c)(a+ab+ac+b+ba+bc+c+ca+cb)\)
\(a\sqrt{1+b+c}+b\sqrt{1+a+c}+c\sqrt{1+a+b}\leq \sqrt{(a+b+c)(a+b+c+2ab+2bc+2ac)}\)
Theo hệ quả quen thuộc của BĐT AM-GM:
\((a+b+c)^2\leq 3(a^2+b^2+c^2)=9\Rightarrow a+b+c\leq 3\Rightarrow a+b+c\leq a^2+b^2+c^2\)
Do đó:
\(a\sqrt{1+b+c}+b\sqrt{1+a+c}+c\sqrt{1+a+b}\leq \sqrt{(a+b+c)(a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ac)}\)
\(=\sqrt{(a+b+c)^3}\)
\(\Rightarrow \text{VT}\leq \frac{\sqrt{(a+b+c)^3}}{a+b+c}=\sqrt{a+b+c}\leq \sqrt{3}\) (đpcm)
Dấu "=" xảy ra khi $a=b=c=1$
