Theo nguyên lý Dirichlet, luôn tồn tại ít nhất trong 3 số x,y,z cùng dấuGiả sử là x và y
TH1 x,y,z cùng dấu
theo BĐT |a+b+c|≤|a|+|b|+|c| (1) với dấu = tại a,b,c cùng dấu thì =>|x+y+z|=|x|+|y|+|z| (∗)
Ta lại có Áp dụng BĐT |a|+|b|≥|a+b| (2)
|x+y−z|+|x−y+z|≥2|x|
|x−y+z|+|−x+y+z|≥2|z|
|x+y−z|+|−x+y+z|≥2|y|
Từ đó => |x+y−z|+|x−y+z|+|−x+y+z|≥|x|+|y|+|z| (∗∗)
Từ (*) và (**) => đpcm
TH2 x,y,-z cùng dấu, theo (1) thì |x+y−z|=|x|+|y|+|z| (∗∗∗)
Áp dụng (2)
|x+y+z|+|x−y+z|=|x+y+z|+|−x+y−z|≥2|x|
|x+y+z|+|−x+y+z|=|x+y+z|+|x−y−z|≥2|z|
|x+y−z|+|−x+y+z|≥2|y|
Từ đó suy ra
|x+y+z|+|x−y+z|+|−x+y+z|≥|x|+|y|+|z|(∗∗∗∗)
Từ (***) và (****) suy ra đpcm
Dấu = xảy ra tại (x+y−z)(x−y+z)(−x+y+z)(x+y+z)≥0