Điều phải chứng minh tương đương với:
\(\left(ax+by\right)^2\le\left(a^2+b^2\right)\left(x^2+y^2\right)\\ \Leftrightarrow a^2x^2+b^2y^2+2axby\le a^2x^2+b^2x^2+a^2y^2+b^2y^2\Leftrightarrow2axby\le a^2y^2+b^2x^2\\ \Leftrightarrow a^2y^2+b^2x^2-2\cdot ay\cdot bx\ge0\\ \Leftrightarrow\left(ay-bx\right)^2\ge0\left(luon.dung\right)\)
Dấu = xảy ra <=> ay=bx