$c+d>a+b$, $ab+cd>(a+b)(c+d)$, $ab(c+d)>(a+b)cd$
Giải
Giả sử cả 3 BĐT đều đúng.Ta có $(3) \Leftrightarrow ac(b - d) + bd(a - c) > 0$
Dễ thấy:
- Nếu b < d và a < c thì BPT nói trên sai.
- Nếu b > d và a > c thì suy ra $a + b > c + d$. Điều này mâu thuẫn với (1)
Suy ra, $\left[\begin{array}{l} \left\{\begin{array}{l}b < d\\a > c\end{array}\right.\\\left\{\begin{array}{l}b > d\\a < c\end{array}\right.\end{array}\right. \Rightarrow (b - d)(a - c) < 0$
$$\Rightarrow ab + cd < bc + ad$$
Khi đó, (2) tương đương:
$$bc + ad > ab + cd > ac + ad + bc + bd \Leftrightarrow ac + bd < 0$$
Với a, b, c dương thì điều này là vô lý. Vậy có ít nhất một bất đẳng thức sai.