Для неотрицательных a,b,c,d доказать неравенство:
![$(a+b+c+d)(ab+ac+cb+da+db+dc)\ge12\sqrt{(a^2+b^2+c^2+d^2)abcd}$ $(a+b+c+d)(ab+ac+cb+da+db+dc)\ge12\sqrt{(a^2+b^2+c^2+d^2)abcd}$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/b/5/7b5b8e3fffdf67b5851c4eaf19feb08d82.png)
Пусть
![$a+b+c+d=1$ $a+b+c+d=1$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/a/5/aa5b2dbab6891380cf29a6cd843eb41482.png)
Правую часть неравенства обозначим A. Левую тоже переобозначим:
![$ab+ac+cb+da+db+dc=(a+d)(b+c)+bc+da=xy+bc+da=t+bc+da=t+p$ $ab+ac+cb+da+db+dc=(a+d)(b+c)+bc+da=xy+bc+da=t+bc+da=t+p$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/1/7/017dcba6f9e4912b960faf8e9fbc727282.png)
Тогда исходное неравенство можно переписать в виде:
![$(t+p)^2\ge A^2$ $(t+p)^2\ge A^2$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/7/2/2722616185a36b0b6088630765ec774682.png)
,
![$t^2+2tp-A^2\ge0$ $t^2+2tp-A^2\ge0$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/7/6/e76d7e88750550397769cceb05c31ec582.png)
![$\max t=\frac1 4$ $\max t=\frac1 4$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/c/1/4c1e1af009e7f74deada65d6afcb0f7682.png)
и достигается при
![$x=y=\frac1 2$ $x=y=\frac1 2$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/b/9/6b903289ee803aba31fe2237583e3a1882.png)
. Т.е.
![$0\le t\le\frac1 4$ $0\le t\le\frac1 4$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/b/5/7b5528e6c45425c1df1236bf281168ae82.png)
, при
![$t=0$ $t=0$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/c/8/1c899e1c767eb4eac89facb5d1f2cb0d82.png)
получается
![$A=0$ $A=0$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/e/f/3efd8f56b9a4de7cd1da2f06d49c6a5482.png)
. Квадратный трёхчлен имеет не более двух действительных корней. Остаётся выяснить знак неравенства на границе. Т.е. при
![$t=\frac1 4$ $t=\frac1 4$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/d/1/1/d11ffd357170b846429f1f5de54bbc2182.png)
. Что означает при
![$x=\frac1 2$ $x=\frac1 2$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/3/c/13c199e38b0b455f044b324ee9350c7682.png)
,
![$y=\frac1 2$ $y=\frac1 2$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/e/8/ee84737c50deac34f7fdd4f25a78792982.png)
.
![$x=a+d=\frac1 2$ $x=a+d=\frac1 2$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/c/5/ec5674a61682bdcfb348158e339a596482.png)
,
![$d=\frac1 2-a$ $d=\frac1 2-a$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/4/e/44ec1f5ddc86d929a122eb159e4236ab82.png)
![$y=b+c=\frac1 2$ $y=b+c=\frac1 2$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/f/0/bf0fcb0e0a6d047ac96092e98a3cfda082.png)
,
![$c=\frac1 2-b$ $c=\frac1 2-b$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/8/9/389dc6e80edaff07a5885be594b8064c82.png)
Подставив эти значения (d;c) в исходное неравенство, получим неравенство четвёртой степени от переменной (a) c положительным свободным членом и коэффициентами, зависящими от переменной (b). С частной производной
![$f'_a\ge0$ $f'_a\ge0$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/e/2/fe20e8741882090e6ed5dde7e01b40cd82.png)
. Этого достаточно, чтобы исходное неравенство было верно.
Если логических ошибок нет, то можно будет привести арифметические расчёты с помощью вольфрама (там получается очень красивая картинка; всё абсолютно симметрично и сходится с логическими рассуждениями).
Прошу проверить логическую часть доказательства.