Западно-Китайская олимпиада по математике 2019 года | Казахстанские олимпиады

Пусть n2n\ge 2 — целое число. Для любых nn положительных действительных чисел a1,a2,,ana_1, a_2, \ldots, a_n таких, что a1a2an,a_1\leq a_2 \leq \ldots \leq a_n , докажите неравенство 1i<jn(ai+aj)2(1i2+1j2)4(n1)i=1nai2i2.\sum_{1\leq i< j \leq n} (a_i+a_j)^2\left(\frac{1}{i^2}+\frac{1}{j^2}\right)\geq 4(n-1)\sum_{i=1}^{n}\frac{a^2_i}{i^2}.