условие

27x+13109x+103x59x+12103x+33x+13x2+13x+11

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатели дробей не обращаются в нуль (знаменатель слева 3·9ˣ − 10·3ˣ + 3 раскладывается на (3·3ˣ − 1)(3ˣ − 3)).

ОДЗ
{33x103x303x20{3x133x33x2{x1x1xlog32

1/3 = 3⁻¹, поэтому x = −1; 3 = 3¹, поэтому x = 1; 2 не является степенью тройки, поэтому 3ˣ = 2 решается логарифмом: x = log₃2.

шаг 2.Делаем замену

Вводим t = 3ˣ, t > 0. Основания 27 и 9 приводим к 3 (27 = 3³, 9 = 3²) и разворачиваем сдвинутые показатели по свойству степени aᵐ⁺ⁿ = aᵐ·aⁿ, выражая каждое слагаемое через t. Знаменатель слева раскладываем на множители.

t=3x,t>0
27x+13=33x+1=3(3x)3=3t3
9x=(3x)2=t2
9x+12=32x+1=3(3x)2=3t2
3x+1=33x=3t
3t210t+3=(3t1)(t3)
3t310t2+10t5(3t1)(t3)t+1t2+13t1

шаг 3.Выделяем целую часть

Числитель слева кубический, знаменатель квадратный — выделяем целую часть. Раскладываем числитель методом группировки: разбиваем 10t = 3t + 7t, чтобы первые три слагаемых свернулись в t·(3t² − 10t + 3) = t·(3t − 1)(t − 3), а остаток 7t − 5 ушёл в дробную часть.

3t310t2+10t5=
=3t310t2+3t+7t5=
=t(3t210t+3)+(7t5)=
=t(3t1)(t3)+(7t5)
3t310t2+10t5(3t1)(t3)=t+7t5(3t1)(t3)
7t5(3t1)(t3)1t2+13t1

Группировка: 3t³ − 10t² + 3t = t(3t² − 10t + 3), а 3t² − 10t + 3 = (3t − 1)(t − 3) — тот же знаменатель. Поэтому при делении целая часть = t, в остатке 7t − 5.

шаг 4.Сводим к одной дроби

(7t5)(t2)(3t1)(t3)(t3)(t2)(3t1)(t3)(t2)0
3t24t+1(3t1)(t3)(t2)0
(3t1)(t1)(3t1)(t3)(t2)0

Числитель: (7t − 5)(t − 2) − (3t − 1)(t − 3) − (t − 3)(t − 2) = 3t² − 4t + 1 = (3t − 1)(t − 1).

шаг 5.Метод интервалов в t

Множитель (3t − 1) сокращается; значение t = 1/3 (x = −1) уже исключено ОДЗ — корень не теряем, на оси t = 1/3 выколота, знак через неё не меняется. Корень числителя: t = 1 — закрашен (нестрогое ≤). Точки разрыва знаменателя: t = 2, t = 3 — выколоты. На (−∞; 1/3) дробь отрицательна и формально проходит ≤ 0, но условие замены t > 0 отсекает отрицательную полуось — после пересечения остаётся (0; 1/3) ∪ (1/3; 1] ∪ (2; 3).

t1(t2)(t3)0
++неравенство123
13
+
t
условие замены t > 00
+
t
пересечение0123
13
+
t

Пробная точка t = 0,5: (0,5 − 1)/((0,5 − 2)(0,5 − 3)) = (−0,5)/3,75 < 0 → знак «−».

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. Точка t = 1/3 (x = −1) выколота.

Условие t > 0 из замены отдельно не проверяем: t = 3ˣ положительна при любом x, поэтому нижняя граница t > 0 первого интервала (0; 1/3) выполняется автоматически — в случае 1 остаётся только 0 < 3ˣ ≤ 1, 3ˣ ≠ 1/3.

1)0<3x1,3x13
x0,x1
2)2<3x<3
log32<x<1
ответ101
log32
+
x

log₃2 ≈ 0,63.

ответ

x(;1)(1;0](log32;1)