Giả sử T là số lớn nhất thỏa mãn điều kiện đề bài. Gọi P là biểu thức vế trái của điều kiện đã nói.Lấy a=b=c=1 thì có 3≥T (1).
Mặt khác từ bất đẳng thức AM-GM suy ra
P≥33√(a+b)(b+c)(c+a)(a+1)(b+1)(c+1)=33√2+a2b+a2c+b2c+b2a+c2a+c2b2+a+b+c+ab+bc+ca.
Trường hợp ab+bc+ca≥a+b+c. Khi đó có
a2b+a2c+b2c+b2a+c2a+c2b≥4(ab+bc+ca)−2(a+b+c)
≥a+b+c+ab+bc+ca.
Cho nên P≥3.
Trường hợp ab+bc+ca<a+b+c. Khi đó có
a2b+a2c+b2c+b2a+c2a+c2b>3(a+b+c)−1
>a+b+c+ab+bc+ca.
Cho nên P>3.
Từ hai trường hợp trên suy ra P≥3. Điều này chứng tỏ 3 vẫn thỏa mãn điều kiện đề bài. Vì tính lớn nhất của T nên T≥3 (2).
Kết hợp (1) và (2) thì có T=3.