условие

3x+2⋅3x+13x−3+9x+26⋅3x+219x−4⋅3x+1+27≤1

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатели дробей не обращаются в нуль. Второй знаменатель — квадратный трёхчлен относительно 3ˣ: раскладываем (3ˣ)² − 12·3ˣ + 27 = (3ˣ − 3)(3ˣ − 9).

ОДЗ
3x−3≠0
3x≠3
x≠1
9x−4⋅3x+1+27≠0
(3x)2−12⋅3x+27≠0
(3x−3)(3x−9)≠0
3x≠3,3x≠9
x≠1,x≠2

3 = 3¹, поэтому 3ˣ = 3 даёт x = 1; 9 = 3², поэтому 3ˣ = 9 даёт x = 2.

шаг 2.Делаем замену

Показательная функция положительна, поэтому t > 0.

t=3x,t>0
9x=(3x)2=t2,2⋅3x+1=6t
9x−4⋅3x+1+27=t2−12t+27=(t−3)(t−9)
t+6tt−3+t2+26t+21(t−3)(t−9)≤1

шаг 3.Сводим к одной дроби

t(t−3)(t−9)+6t(t−9)+t2+26t+21−(t−3)(t−9)(t−3)(t−9)≤0
t3−6t2+11t−6(t−3)(t−9)≤0
t3−6t2+11t−6=
=t3−t2−5t2+5t+6t−6=
=t2(t−1)−5t(t−1)+6(t−1)=
=(t−1)(t2−5t+6)=
=(t−1)(t−2)(t−3)
(t−1)(t−2)(t−3)(t−3)(t−9)≤0

Группировка: −6t² = −t² − 5t², 11t = 5t + 6t — в трёх группах выносится (t − 1); квадрат t² − 5t + 6 = (t − 2)(t − 3) по Виета.

шаг 4.Метод интервалов в t

Корни числителя t = 1, t = 2 — закрашены (нестрогое ≤). Общий ноль t = 3 — петелька (выколота по ОДЗ, знак не меняется). Разрыв t = 9 — выколот. Условие замены t > 0 отсекает отрицательную полуось.

(t−1)(t−2)(t−3)(t−3)(t−9)≤0
−+−−+неравенство1239
−∞
+∞
t
условие замены t > 00
−∞
+∞
t
пересечение01239
−∞
+∞
t
Пробная точка t = 0,5: числитель (0,5 − 1)(0,5 − 2)(0,5 − 3) < 0, знаменатель (0,5 − 3)(0,5 − 9) > 0 → дробь < 0, знак «−». Через общий ноль t = 3 (суммарная кратность 2) знак не меняется — петелька.Петелька при чётной кратности
Возникает, когда корень выражения повторяется чётное количество раз.
Внутри петельки знак НЕ ставится.
Петелька показывает 0 функции и может быть только закрашенной или выколотой. Знака внутри петли быть не может, т.к. у нуля знака нет.
> 0
+ +
(−∞;a)∪(a;+∞)
≥ 0
+ +
(−∞;+∞)
< 0
+ +
⌀
≤ 0
+ +
{a}
Флаг или петелька означают «через эту точку знак выражения не меняется» — слева и справа от петли знаки одинаковые.
При знаках ≤/≥ значение петельки может быть выколото по ОДЗ.

шаг 5.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: aA≤aB⟺A≤B (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: aA≤aB⟺A≥B (знак переворачивается).
— знак неравенства сохраняется. Точка t = 3 (x = 1) выколота.

Условие t > 0 не проверяем: t = 3ˣ > 0 при любом x. Три промежутка по t дают три случая по x; выколотая t = 3 — это x = 1 между случаями 2 и 3.

1)0<3x≤1
3x≤30
x≤0
2)2≤3x<3
log3⁡2≤x<1
3)3<3x<9
31<3x<32
1<x<2
ответ012
log3⁡2
−∞
+∞
x

log₃2 ≈ 0,63.

ответ

x∈(−∞;0]∪[log3⁡2;1)∪(1;2)