设 ,要证明的式子等价于
。
注意到平均值不等式
得到式子右边小于零。
另一方面,由 知道这四个数最多有两个不小于 。
(1)如果有两个不小于 ,可以设 。这时候左边大于零,显然成立。
(2)如果只有一个不小于 。不妨设 。这时候令 ,则 ,故
我们有 ,所以由平均值不等式
也就是 。而 ,故这时候左边依然大于零,命题成立。
(3)如果都小于 ,则这时候左边大于零,显然成立。
证毕。