với
x\in [-1;\frac{1}{3}]
bpt \Leftrightarrow 2x+7+(x+3)(\sqrt{1+x}+\sqrt{1-3x})-\sqrt{(1+x)(1-3x)}\geq 0(*)
đặt \sqrt{1+x}=a,\sqrt{1-3x}=b
VT(*) trở thành
f(a,b)=a^{3}+a^{2}b+2a^{2}+2a+2b-ab+5 với a\in [0;\frac{2}{\sqrt{3}}];b\in [0;2]
f(a,b)=(a+b)(a^{2}+2)+2a^{2}-ab+5
vì b^{2}-4<0\forall b\in [0;2] nên b^{2}-40<0 \Rightarrow 2a^{2}-ab+5>0
từ đó suy ra f(a,b)>0\Rightarrow VT>0 (phù hợp với bpt (*))
vậy [-1;\frac{1}{3}] là nghiệm của bpt.