- Tam giác \(ABC\) cân tại \(A\), nghĩa là \(AB = AC\).
- Đường thẳng \(d\) đi qua \(A\) và song song với \(BC\).
- Điểm \(M\) nằm trên \(d\) và \(M \neq A\).
- Vì \(d\) song song với \(BC\), đường thẳng \(d\) là đường thẳng đối xứng của \(BC\) qua điểm \(A\).
- Do \(M\) nằm trên \(d\), ta có thể coi \(M\) là điểm nằm trên đường thẳng song song với cạnh đáy của tam giác \(ABC\).
- Xét tam giác \(MCB\), ta có:
\[
MC + MB > CB
\]
- Vì \(d\) song song với \(BC\), đoạn \(CB\) chính là đáy của tam giác \(ABC\), nên \(CB\) bằng \(AB\) (hoặc \(AC\), vì tam giác cân tại \(A\)).
- Do \(M\) nằm trên đường thẳng song song với cạnh đáy \(BC\), ta có các đoạn \(MC\) và \(MB\) nằm ngoài tam giác \(ABC\).
- Vì \(MC + MB\) là tổng của hai đoạn thẳng từ \(M\) đến các điểm \(B\) và \(C\) nằm trên đường song song, nên chúng tạo thành một đoạn lớn hơn tổng của các đoạn thẳng \(AC + AB\).
- Trong tam giác \(AMC\), bất đẳng thức tam giác cho ta:
\[
AM + MC > AC
\]
- Tương tự, trong tam giác \(AMB\), ta có:
\[
AM + MB > AB
\]
- Tổng hai bất đẳng thức trên:
\[
(AM + MC) + (AM + MB) > AC + AB
\]
\[
2AM + MC + MB > AC + AB
\]
- Do \(AM\) là một đoạn thẳng dương (khác 0):
\[
MC + MB > AC + AB - 2AM
\]
- Vì \(AM > 0\), \(AC\) và \(AB\) là các cạnh của tam giác \(ABC\), nên từ bất đẳng thức trên ta có:
\[
MC + MB > AC + AB
\]