Question Number 108594 by Rasikh last updated on 18/Aug/20
Answered by 1549442205PVT last updated on 18/Aug/20
$$\mathrm{From}\:\mathrm{a},\mathrm{b},\mathrm{c}>\mathrm{0}\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{b}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{c}}=\mathrm{1we}\:\mathrm{have} \\ $$$$\mathrm{ab}+\mathrm{bc}+\mathrm{ca}=\mathrm{abc}\left(\mathrm{1}\right).\mathrm{Apply}\:\mathrm{Cauchy}'\mathrm{s}\: \\ $$$$\mathrm{inequality}\:\mathrm{for}\:\mathrm{three}\:\mathrm{positive}\:\mathrm{numbers} \\ $$$$\mathrm{we}\:\mathrm{have}\:: \\ $$$$\mathrm{abc}=\mathrm{ab}+\mathrm{bc}+\mathrm{ca}\geqslant\mathrm{3}\:^{\mathrm{3}} \sqrt{\mathrm{ab}.\mathrm{bc}.\mathrm{ca}}=\mathrm{3}\left(\:^{\mathrm{3}} \sqrt{\mathrm{abc}}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow\:^{\mathrm{3}} \sqrt{\mathrm{abc}}\geqslant\mathrm{3}\left(\mathrm{1}\right).\mathrm{Hence},\mathrm{from}\left(\mathrm{1}\right)\:\mathrm{we}\:\mathrm{have} \\ $$$$\mathrm{P}=\left(\mathrm{a}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{b}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{c}−\mathrm{1}\right)=\mathrm{abc}−\left(\mathrm{ab}+\mathrm{bc}+\mathrm{ca}\right) \\ $$$$+\left(\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}\right)−\mathrm{1}=\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}−\mathrm{1} \\ $$$$\geqslant\mathrm{3}\:^{\mathrm{3}} \sqrt{\mathrm{abc}}−\mathrm{1}\geqslant\mathrm{3}.\mathrm{3}−\mathrm{1}=\mathrm{8} \\ $$$$\mathrm{The}\:\mathrm{equality}\:\mathrm{occurs}\:\mathrm{if}\:\mathrm{an}\:\mathrm{only}\:\mathrm{if} \\ $$$$\mathrm{a}=\mathrm{b}=\mathrm{c}=\mathrm{3} \\ $$$$\mathrm{Thus},\mathrm{P}=\left(\mathrm{a}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{b}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{c}−\mathrm{1}\right)\mathrm{then} \\ $$$$\boldsymbol{\mathrm{P}}_{\boldsymbol{\mathrm{min}}} =\mathrm{8}\:\boldsymbol{\mathrm{when}}\:\left(\boldsymbol{\mathrm{a}},\boldsymbol{\mathrm{b}},\boldsymbol{\mathrm{c}}\right)=\left(\mathrm{3},\mathrm{3},\mathrm{3}\right) \\ $$
Commented by Rasikh last updated on 18/Aug/20
$$\mathrm{thank}\:\mathrm{you} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 18/Aug/20
$$\mathrm{we}\:\mathrm{have}\:\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{b}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{c}}=\mathrm{1}\:\Rightarrow\frac{\mathrm{a}}{\mathrm{b}}+\frac{\mathrm{a}}{\mathrm{c}}\:=\mathrm{a}−\mathrm{1}\:\mathrm{and}\:\frac{\mathrm{b}}{\mathrm{a}}+\frac{\mathrm{b}}{\mathrm{c}}=\mathrm{b}−\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{and}\:\frac{\mathrm{c}}{\mathrm{a}}+\frac{\mathrm{c}}{\mathrm{b}}\:=\mathrm{c}−\mathrm{1}\:\Rightarrow\left(\mathrm{a}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{b}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{c}−\mathrm{1}\right)\:=\left(\frac{\mathrm{a}}{\mathrm{b}}\:+\frac{\mathrm{a}}{\mathrm{c}}\right)\left(\frac{\mathrm{b}}{\mathrm{a}}+\frac{\mathrm{b}}{\mathrm{c}}\right)\left(\frac{\mathrm{c}}{\mathrm{a}}+\frac{\mathrm{c}}{\mathrm{b}}\right) \\ $$$$\geqslant\mathrm{2}\sqrt{\frac{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{bc}}}.\mathrm{2}\sqrt{\frac{\mathrm{b}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{ac}}}.\mathrm{2}\sqrt{\frac{\mathrm{c}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{ab}}}=\mathrm{8}\:\Rightarrow\left(\mathrm{a}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{b}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{c}−\mathrm{1}\right)\geqslant\mathrm{8}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{min}\left(…\right)=\mathrm{8} \\ $$
Commented by Rasikh last updated on 18/Aug/20
$$\mathrm{thank}\:\mathrm{you} \\ $$