Áp dụng BĐT AM-GM ta có:
\(3\left(x+y+z\right)\le\frac{\left(x+y+z\right)^2+9}{2}\)
Ta tiếp tục qui tụ bài toán về BĐT khác:
\(\Rightarrow2xyz+2\left(x^2+y^2+z^2\right)+10\ge\left(x+y+z\right)^2+9\)
\(\Leftrightarrow x^2+y^2+z^2+2xyz+1\ge2\left(xy+yz+zx\right)\)
Sử dụng tiếp \(xyz\ge xz+yz-z\)ta cần phải chứng minh \(x^2+y^2+z^2+2\left(xz+yz-z\right)+1\ge2xy+2yz+2zx\)
Hay \(\left(x-y\right)^2+\left(z-1\right)^2\ge0\)
Bất đẳng thức cuối luôn đúng nên ta có ĐPCM
Hoặc ta có thể áp dụng BĐT AM-GM bộ 3 số ta có:
\(2xyz+1\ge3\sqrt[3]{x^2y^2z^2}=\frac{3xyz}{\sqrt[3]{3xyz}}\ge\frac{9xyz}{x+y+z}\)
Tiếp tục ta chứng minh: \(x^2+y^2+z^2+\frac{9}{x+y+z}\ge2\left(xy+yz+zx\right)\)
Đẳng thức Schur chỉ xảy ra khi \(x=y=z=1\)
