условие

9x3x+1193x6+9x+13x+4+23x9103x+3

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатели дробей не обращаются в нуль.

ОДЗ
{3x603x90
{3x63x9
{xlog36x2

Шестёрка степенью тройки не является, поэтому 3ˣ = 6 решается логарифмом: x = log₃6. Девятка — степень тройки: 3ˣ = 9 = 3² даёт x = 2 (приводим к одному основанию).

шаг 2.Делаем замену

Показательная функция положительна, поэтому t > 0.

t=3x,t>0
9x=(3x)2=t2
3x+1=3x3=3t
9x+1=99x=9t2,3x+4=3x81=81t
t23t19t6+9t281t+2t910t+3

Свойство степеней: 3ˣ⁺¹ = 3ˣ · 3 = 3t; 9ˣ⁺¹ = 9 · 9ˣ = 9t²; 3ˣ⁺⁴ = 3ˣ · 3⁴ = 81t. Также 9ˣ = (3ˣ)² = t².

шаг 3.Сводим к одной дроби

Переносим 10t + 3 влево и приводим всё к общему знаменателю (t − 6)(t − 9): первую дробь домножаем на (t − 9), вторую — на (t − 6), а 10t + 3 — на обе скобки.

t23t19t6+9t281t+2t9(10t+3)0
(t23t19)(t9)+(9t281t+2)(t6)(t6)(t9)(10t+3)0

шаг 4.Раскрываем числитель

Раскрываем три произведения числителя и собираем коэффициенты по степеням t. Старшие степени t³ и t² взаимно уничтожаются — остаётся линейное выражение.

(t23t19)(t9)+(9t281t+2)(t6)
(10t+3)(t6)(t9)=
=(t312t2+8t+171)+(9t3135t2+488t12)
(10t3147t2+495t+162)=
=(1+910)t3+(12135+147)t2+
+(8+488495)t+(17112162)=t3
t3(t6)(t9)0

Поразрядно: t³ → 1 + 9 − 10 = 0; t² → −12 − 135 + 147 = 0; t → 8 + 488 − 495 = 1; свободный → 171 − 12 − 162 = −3.

шаг 5.Метод интервалов в t

Корень числителя: t = 3 — закрашен (нестрогое ≥). Точки разрыва знаменателя: t = 6 и t = 9 — выколоты. Все интервалы решения лежат правее нуля, поэтому условие замены t > 0 выполнено автоматически и отдельная ось «t > 0» не нужна — рисуем одну прямую.

t3(t6)(t9)0
++369
+
t

Пробная точка t = 1: (1 − 3)/((1 − 6)(1 − 9)) = (−2)/40 < 0 → знак «−». Корни нечётной кратности — знаки чередуются.

шаг 6.Обратная замена

Возвращаемся к x, подставляя t = 3ˣ. Основание степени 3 > 1, показательная функция возрастаетПоказательная функция и знак неравенства
Функция y=ax монотонна на ℝ. Направление зависит от основания: при a > 1 растёт, при 0 < a < 1 убывает.
a > 1: возрастает 0 1 x₁ ax₁ x₂ ax₂
x₁ < x₂ ax₁ < ax₂ знак сохраняется
0 < a < 1: убывает 0 1 x₁ ax₁ x₂ ax₂
x₁ < x₂ ax₁ > ax₂ знак переворачивается
Переход «значения → показатели» работает так:
· при a > 1: aAaBAB (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: aAaBAB (знак переворачивается).
— знак неравенства сохраняется.

Условие t > 0 из замены отдельно не проверяем: t = 3ˣ положительна при любом x, поэтому нижняя граница t ≥ 3 первого случая уже задаёт 3ˣ ≥ 3.

1)3t<6
33x<6
313x<6
1x<log36
2)t>9
3x>9
3x>32
x>2
12
log36
+
x

log₃6 ≈ 1,63.

ответ

x[1;log36)(2;+)