Cho các số thực a, b, c phân biệt. Chứng minh rằng:
2) $\frac{(1-a^{2})(1-b^{2})}{(a-b)^{2}}+\frac{(1-b^{2})(1-c^{2})}{(b-c)^{2}}+\frac{(1-c^{2})(1-a^{2})}{(c-a)^{2}}\geq -1$
BĐT cần chứng minh tương đương
$\sum \frac{(a^2-1)(1-b^2)}{(a-b)^2}\leqslant 1\Leftrightarrow \sum \frac{(a-b)^2-(ab-1)^2}{(a-b)^2}\leqslant 1\Leftrightarrow \sum \frac{(ab-1)^2}{(a-b)^2}\geqslant 2$
Đặt $(\frac{ab-1}{a-b},...)=(x,y,z)$
Ta đi chứng minh $x^2+y^2+z^2\geqslant 2$
Mà ta lại có $\sum xy=\sum \frac{(ab-1)(bc-1)}{(a-b)(b-c)}=\frac{\sum a^2b-\sum ab^2}{\sum ab^2-\sum a^2b}=-1$
$\Rightarrow x^2+y^2+z^2=(x+y+z)^2-2(xy+yz+xz)\geqslant -2(xy+yz+xz)=2$
Do đó ta có đpcm
Dấu $=$ xảy ra khi $\sum \frac{ab-1}{a-b}=0$