Ta có: BĐT tương đương

∑3a33(a2+b2)+(a−b)2≥a+b+c2⇔∑(a−3b2a+a(a−b)23(a2+b2)+(a−b)2)≥a+b+c2⇔∑3b2a+a(a−b)23(a2+b2)+(a−b)2≤a+b+c2⇔∑b2(1−6ab3(a2+b2)+(a−b)2)−∑a(a−b)23(a2+b2)+(a−b)2≥0⇔∑(a−b)2(2b−a3(a2+b2)+(a−b)2)≥0

TH1: Giả sử a≥b≥c

Ta dễ dàng chứng minh được (a−c)Sb+(a−b)Sc≥0,(a−c)Sb+(b−c)Sa≥0,do Sa+Sc≥0,mà a-c ≥a−b nên  (a−c)Sb+(a−b)Sc≥0,còn(a−c)Sb+(b−c)Sa≥0 ⇔(2ab+2c2+4ac−5bc)(ab−c2)≥0,đúng theo giả thiết.Đây là tiêu chuẩn 4 nên ta có đ.p.c.m

TH2:TH này khó hơn chút,giả sử a≥c≥b

Ta có ngay Sa,Sb≥0

Chỉ cần chứng minh Sc+Sa≥0⇔2abc+2b3+4bc2+2a2c+2b2c≥ab2+2ac2+2a2b+3abc

Lại có 2abc+2a2c≥2ac2+2a2b và a≥2b⇒2a2c≥b2+3abc⇒ nên suy ra Sa+Sc≥0,theo tiêu chuẩn 1 ta có đ.p.c.m

Từ đây chứng minh được bài toán,đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi a=b=c