Để ý, ta thấy: \(ab+bc+ca-\frac{\left(a+b+c\right)^2}{3}=-\frac{\left(a-b\right)^2+\left(b-c\right)^2+\left(c-a\right)^2}{6}\le0\)
do đó từ giả thiết, ta suy ra \(ab+bc+ca\le3\). Như vậy:
\(\frac{ab}{\sqrt{c^3+3}}\le\frac{ab}{\sqrt{c^2+ab+bc+ca}}=\frac{ab}{\sqrt{\left(c+a\right)\left(b+c\right)}}\)
Áp dụng BĐT AM-GM . Ta có:
\(\frac{ab}{\sqrt{c^2+3}}\le\frac{1}{2}\left(\frac{ab}{c+a}+\frac{ab}{b+c}\right)\)
Thiết lập hai BĐT tương tự và cộng lại, ta suy ra dãy đánh giá sau:
\(\frac{ab}{\sqrt{c^2+3}}+\frac{bc}{\sqrt{a^2+3}}+\frac{ca}{\sqrt{b^2+3}}\le\frac{1}{2}\left[\left(\frac{ab}{c+a}+\frac{ab}{b+c}\right)+\left(\frac{bc}{a+b}+\frac{ca}{a+b}\right)+\left(\frac{ca}{b+c}+\frac{ab}{b+c}\right)\right]\)
\(\frac{ab}{\sqrt{c^2+3}}+\frac{bc}{\sqrt{a^2+3}}+\frac{ca}{\sqrt{b^2+3}}\le\frac{a+b+c}{2}\)
Từ đó với lưu ý: a + b + c = 3 . Ta suy ra ĐPCM
