Đặt a=x+y−z,b=y+z−x,c=z+x−y.Theo nguyên lí Dirichlet trong 3 số a,b,c luôn tồn tại ít nhất 2 số có cùng dấu chẳng hạn là a.b≥0.Khi đó ta có đẳng thức:|a|+|b|=|a+b|=2|y|
Ta có: x+y+z=a+b+c;2x=a+c;2z=b+c
Do vậy ta cần chứng minh:
|c|+|a+b+c|≥|a+c|+|b+c|(với a.b≥0)
⇔|c|.|a+b+c|+ab≥|a+c|.|b+c|
⇔|c(a+b+c)|+ab≥|c(a+b+c)+ab|(∗)
Đặt m=c(a+b+c),n=ab⇒|ab|=ab(a,b cùng dấu)
BĐT(∗)⇔|m|+|n|≥|m+n|⇔|mn|≥mn
Dấu bằng xảy ra khi trong các số a,b,c,a+b+c chia làm 2 cặp cùng dấu.Chẳng hạn:ab≥0,c(a+b+c)≥0