\(\frac{1}{1+a^2}+\frac{1}{1+b^2}\ge\frac{2}{ab+1}\)
\(\Leftrightarrow\frac{1}{a^2+1}-\frac{1}{ab+1}+\frac{1}{b^2+1}-\frac{1}{ab+1}\ge0\)
\(\Leftrightarrow\frac{ab+1-a^2-1}{\left(a^2+1\right)\left(ab+1\right)}+\frac{ab+1-b^2-1}{\left(b^2+1\right)\left(ab+1\right)}\ge0\)
\(\Leftrightarrow\frac{\left(ab-a^2\right)\left(b^2+1\right)+\left(ab-b^2\right)\left(a^2+1\right)}{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(ab+1\right)}\ge0\)
\(\Leftrightarrow\frac{-a\left(b^2+1\right)\left(a-b\right)+b\left(a-b\right)\left(a^2+1\right)}{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(ab+1\right)}\ge0\)
\(\Leftrightarrow\frac{\left(a-b\right)\left(-ab^2-a+a^2b+b\right)}{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(ab+1\right)}\ge0\)
\(\Leftrightarrow\frac{\left(a-b\right)\left[ab\left(a-b\right)-\left(a-b\right)\right]}{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(ab+1\right)}\ge0\)
\(\Leftrightarrow\frac{\left(a-b\right)^2\left(ab-1\right)}{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(ab+1\right)}\ge0\)( luôn đúng )
Dấu "=" xảy ra \(\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}a-b=0\\ab-1=0\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}a=b\\ab=1\end{matrix}\right.\)
