Padauginam nelygybę ekvivalenčiai iš xyz. Turim
xy(x+y-1)²+yz(y+z-1)²+zx(z+x-1)²≥x²yz+xy²z+xyz²,
xy(x²+y²+1+2xy-2x-2y)+yz(y²+z²+1+2yz-2y-2z)+zx(z²+x²+1+2zx-2z-2x)≥x²yz+xy²z+xyz²,
x³y+xy³+xy+2x²y²+y³z+yz³+yz+2y²z²+z³x+zx³+zx+2z²x²≥x²yz+xy²z+xyz²+2x²y+2xy²+2y²z+2yz²+2z²x+2zx²,
Pagal nelygybę, siejančią aritmetinį-geometrinį vidurkius, turime
x³y+xy≥2x²y,
y³z+yz≥2y²z,
z³x+zx≥2z²x,
taip pat
(x²y²+y²z²)/2≥xy²z,
(y²z²+z²x²)/2≥xyz²,
(z²x²+x²y²)/2≥x²yz.
Mums liko įrodyti, kad
xy³+yz³+zx³+x²y²+y²z²+z²x²≥2xy²+2yz²+2zx².
Įrodysime, kad x²y²+y²z²+z²x²≥xy+yz+zx.
Pagal nelygybę, siejančią kvadratinį-aritmetinį vidurkius, turime
x²y²+y²z²+z²x²≥(xy+yz+zx)(xy+yz+zx)/3
O pagal nelygybę, siejančią aritmetinį-geometrinį vidurkius,
xy+yz+zx≥3 ³√(x²y²z²)=3
Todėl x²y²+y²z²+z²x²≥xy+yz+zx.
Mums liko įrodyti, kad
xy³+yz³+zx³+xy+yz+zx≥2xy²+2yz²+2zx².
Čia vėl pritaikom aritmetinio-geometrinio vidurkių nelygybę ir gaunam ko reikia.
Naujas uždavinys:
Raskite lygties
Sveikuosius sprendinius.