Áp dụng bất đẳng thức về cạnh :
Trong tam giác OAB : \(AB< OA+OB\left(1\right)\) Trong tam giác OCD : \(CD< OC+OD\left(2\right)\)Cộng (1) và (2) theo vế được : \(AB+CD< OA+OB+OC+OD=AC+BD\)
\(\Rightarrow AB+CD< AC+BD\left(\text{*}\right)\)
Tương tự, ta áp dụng bất đẳng thức về cạnh trong các tam giác ABC , ACD , ABD , BDC được :
\(\hept{\begin{cases}AC< AB+BC\left(3\right)\\AC< AD+DC\left(4\right)\end{cases}}\)\(\hept{\begin{cases}BD< AD+AB\left(5\right)\\BD< CD+BC\left(6\right)\end{cases}}\)Cộng (3) , (4) , (5) , (6) theo vế được :
\(2\left(AC+BD\right)< 2\left(AB+BC+CD+AD\right)\Rightarrow AC+BD< AB+BC+CD+AD\left(\text{*}\text{*}\right)\)
Từ (*) và (**) ta được điều phải chứng minh.