Áp dụng bất đẳng thức $AM-GM$ ta được:
$a^4 + a^4 + a^4 + b^4 \geq 4\sqrt[4]{a^4.a^4.a^4.b^4}=4a^3b$
$a^4 + b^4 + b^4 + b^4 \geq 4\sqrt[4]{a^4.b^4.b^4.b^4}=4ab^3$
Cộng vế theo vế ta được:
$4(a^4 + b^4) \geq 4ab(a^2 + b^2)$
$\to a^4 + b^4 \geq ab(a^2+b^2)$
Dấu $=$ xảy ra $\Leftrightarrow a = b$