Theo nguyên lý Dirichlet, trong 3 số a;b;c luôn có 2 số cùng phía so với 0, không mất tính tổng quát, giả sử đó là a và b
\(\Rightarrow ab\ge0\)
Mặt khác do \(c\le1\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}1-c^2\ge0\\1-c\ge0\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow2ab\left(1-c\right)+1-c^2\ge0\)
\(\Leftrightarrow2ab+1\ge2abc+c^2\)
\(\Leftrightarrow a^2b^2+2ab+1\ge a^2b^2+2abc+c^2\)
\(\Leftrightarrow\left(ab+c\right)^2\le\left(1+ab\right)^2\le\left(1+a^2\right)\left(1+b^2\right)\) (1)
Từ giả thiết:
\(a^2+b^2+c^2\le1+2abc\Leftrightarrow a^2b^2-2abc+c^2\le1-a^2-b^2+a^2b^2\)
\(\Leftrightarrow\left(ab-c\right)^2\le\left(1-a^2\right)\left(1-b^2\right)\) (2)
Nhân vế với vế (1) và (2):
\(\left(ab+c\right)^2\left(ab-c\right)^2\le\left(1+a^2\right)\left(1+b^2\right)\left(1-a^2\right)\left(1-b^2\right)\)
\(\Leftrightarrow1+2a^2b^2c^2\ge a^4+b^4+c^4\) (đpcm)
Dấu "=" xảy ra khi 1 số bằng 1 và 2 số bằng nhau