Bài toán 2:
Bất đẳng thức đầu tương đương với: $a^2b+b^2c+c^2a+abc\leqslant \dfrac{4}{27}(a+b+c)^3$
Hướng 1: Đặt $(x,y,z)=(a+t,b+t,c+t)$ với $t\geqslant -c=-\text{min}\{a,b,c\}\leqslant 0$ $f(t)=F(x,y,z)=27(x^2y+y^2z+z^2x+xyz)-4(x+y+z)^3$
$f'(t)=9(xy+yz+zx-x^2-y^2-z^2)\leqslant 0\Rightarrow f(0)\leqslant f(-c)\Leftrightarrow F(a,b,c)\leqslant F(a-c,b-c,0)$
Do đó ta cần chứng minh khi $c=0$ hay là chứng minh $27a^2b\geqslant 4(a+b)^2$
Áp dụng bất đẳng thức AM-GM: $27a^2b \leqslant \dfrac{27}{2}.\dfrac{(a+a+2b)^3}{27}=4(a+b)^3$
Hướng 2: Giả sử $b$ nằm giữa $a$ và $c$ thì $a^2b+b^2c+c^2a+abc\leqslant b(a^2+2ac+c^2)=b(a+c)^2 \leqslant \dfrac{1}{2}.\dfrac{(2b+a+c+a+c)^3}{27}=\dfrac{4}{27}(a+b+c)^3$