Ta có \(\sqrt{\frac{ab}{ab+2c}}=\sqrt{\frac{ab}{ab+(a+b+c)c}}=\sqrt{\frac{ab}{(a+c)(b+c)}}\leq \frac{1}{2}\left ( \frac{a}{a+c}+\frac{b}{b+c} \right )\)
Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi \(\frac{a}{a+c}=\frac{b}{b+c}\)
Tương tự ta cũng có \(\sqrt{\frac{bc}{bc+2a}}\leq \frac{1}{2}\left ( \frac{b}{b+a}+\frac{c}{c+a} \right ),\sqrt{\frac{ca}{ca+2b}}\leq \frac{1}{2}\left ( \frac{c}{c+b}+\frac{a}{a+b} \right )\)
Cộng các vế ta được \(S\leq \frac{1}{2}\left ( \frac{a+b}{a+b}+\frac{b+c}{b+c}+\frac{c+a}{c+a} \right )=\frac{3}{2}.\)
Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi \(a=b=c=\frac{2}{3}.\)