Áp dụng bất đẳng thức Cô si nhưng tình huống này ta bình phương hai vế trước.
Đặt \(A=\frac{x}{y}+\frac{y}{z}+\frac{z}{x}\), khi đó ta được:
\(A^2=\left(\frac{x}{y}+\frac{y}{z}+\frac{z}{x}\right)^2\)
\(=\frac{x^4}{y^2}+\frac{y^4}{z^2}+\frac{z^4}{x^2}+2\left(\frac{x^2y}{z}+\frac{y^2z}{x}+\frac{z^2x}{y}\right)\)
Ta chú ý cách ghép cặp sau:
\(\frac{x^4}{y^2}=\frac{x^2y}{z}+\frac{x^2y}{x}+z^2\ge4x^2\)
\(\frac{y^4}{z^2}+\frac{y^2z}{x}+\frac{y^2z}{x}+x^2\ge4y^2\)
\(\frac{z^4}{x^2}=\frac{z^2x}{y}+\frac{z^2x}{y}+y^2\ge4z^2\)
Cộng theo vế các bất đẳng thức trên ta được:
\(A^2+\left(x^2+y^2+z^2\right)\ge4\left(x^2+y^2+z^2\right)\Leftrightarrow A^2\ge9\Leftrightarrow A\ge3\)hay:
\(\frac{x^2}{y}+\frac{y^2}{z}+\frac{z^2}{x}\ge3\)
Vậy bất đẳng thức đã được chứng minh, đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi \(a=b=c=1\)
