¿Cómo podrías probar la no negatividad de [matemáticas] (e_1 (e_2-e_3)) ^ 2 (x ^ 2- (yz) ^ 2) + (e_2 (e_1-e_3)) ^ 2 (y ^ 2- (xz) ^ 2) + (e_3 (e_2-e_1)) ^ 2 (z ^ 2- (xy) ^ 2) [/ math], donde [math] x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2 = 1 [/ math ] y [matemáticas] e_1, e_2, e_3> 1 [/ matemáticas]?

Ponga [matemáticas] a = e_2e_3, b = e_1e_3, c = e_1e_2 [/ matemáticas]. También ponga (notando abuso, y suponiendo que x, y, z son reales) [matemática] x, y, z = x ^ 2, y ^ 2, z ^ 2 [/ matemática]. Entonces, para [matemáticas] a, b, c> 1; x, y, z \ geq 0; x + y + z = 1 [/ math], queda por probar [math] \ sum (cb) ^ 2 (x-yz) \ geq 0 [/ math].

Homogeneización, [matemática] \ sum (cb) ^ 2 (x-yz) [/ matemática]

[matemáticas] = \ sum (cb) ^ 2 (x ^ 2 + xy + yz – xz) [/ matemáticas]

[matemática] = \ sum (cb) ^ 2x ^ 2 + \ sum xy [(cb) ^ 2 + (ac) ^ 2 – (ba) ^ 2] [/ math]

[matemática] = \ sum (cb) ^ 2x ^ 2 + 2 \ sum xy (ca) (cb) [/ math]

Ahora escriba [math] \ alpha = cb, \ beta = ac [/ math]. Continuo,

[matemáticas] \ sum (cb) ^ 2x ^ 2 + 2 \ sum xy (ca) (cb) [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ alpha ^ 2 x ^ 2 + \ beta ^ 2 y ^ 2 + (\ alpha + \ beta) ^ 2 z ^ 2 – 2 xy \ alpha \ beta + 2yz \ beta (\ alpha + \ beta) + 2zx \ alpha (\ alpha + \ beta) [/ math]

[matemáticas] = (\ alpha (x + z)) ^ 2 + (\ beta (y + z)) ^ 2 + 2 \ alpha \ beta (z ^ 2 + zx + zy – xy) [/ matemáticas].

Pero debido a que [matemáticas] (\ alpha (x + z) – \ beta (y + z)) ^ 2 \ geq 0 [/ matemáticas], tenemos

[matemáticas] (\ alpha (x + z)) ^ 2 + (\ beta (y + z)) ^ 2 \ geq 2 \ alpha \ beta (x + z) (y + z) = 2 \ alpha \ beta ( xy + z) \ geq 2 \ alpha \ beta (xy – z) [/ math]

como se desee.