Sean $a$, $b$ y $c$ tres números reales positivos cuyo producto es $1$. Demostrar que si la suma de estos números es mayor que la suma de sus recíprocos, entonces exactamente uno de ellos es mayor que $1$.
pistasolución 1info
Pista. Utiliza las condiciones dadas para probar que $(a-1)(b-1)(c-1)\gt 0$.
Solución. Usando que $abc=1$ y la hipótesis de que la suma de los números es mayor que la de la suma de sus recíprocos (inversos multiplicativos), podemos escribir
\begin{align*}
0&\lt a+b+c-\frac{1}{a}-\frac{1}{b}-\frac{1}{c}=a+b+\frac{1}{ab}-\frac{1}{a}-\frac{1}{b}-ab\\
&=\frac{a^2b+ab^2+1-b-a-a^2b^2}{ab}=\frac{(a-1)(b-1)(1-ab)}{ab}\\
&=(a-1)(b-1)(\tfrac{1}{ab}-1)=(a-1)(b-1)(c-1).
\end{align*}
Esta desigualdad estricta nos dice que ninguno de los números puede ser igual a $1$. Para que el producto de los signos en $(a-1)(b-1)(c-1)$ sea positivo, exactamente uno de los tres números debe ser mayor que $1$ (si los tres números son mayores que $1$, entonces el producto también sería positivo pero tendríamos $abc\gt 1$, en contra de lo que nos dice el enunciado).