условие

63+633x9x43x+332x73x21

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатель дроби не обращается в нуль. Квадратный трёхчлен по 3ˣ раскладываем на множители.

ОДЗ
9x43x+30
(3x)243x+30
(3x1)(3x3)0
3x1,3x3
x0,x1

Знаменатель — квадратный трёхчлен относительно 3ˣ. По теореме Виета (сумма 4, произведение 3) корни 1 и 3 → 3ˣ = 1 (x = 0) и 3ˣ = 3 (x = 1).

шаг 2.Делаем замену

Вводим t = 3ˣ (t > 0, показательная функция всегда положительна); тогда 9ˣ = 3²ˣ = t². Подставляем, раскладываем числитель и знаменатель левой дроби и сокращаем общий множитель (t − 1) — значение t = 1 (x = 0) уже исключено ОДЗ, корень не теряем.

t=3x,t>0,9x=32x=t2
63+633x=63(t1)
9x43x+3=(t1)(t3)
32x73x21=t27t21
63(t1)(t1)(t3)t27t21
63t3t27t21

Числитель −63 + 63·3ˣ = 63(3ˣ − 1) = 63(t − 1); знаменатель t² − 4t + 3 = (t − 1)(t − 3).

шаг 3.Сводим к одной дроби

63t3(t27t21)0
63(t27t21)(t3)t30
63(t310t2+63)t30
t2(10t)t30

(t² − 7t − 21)(t − 3) = t³ − 10t² + 63; затем 63 − (t³ − 10t² + 63) = −t³ + 10t² = t²(10 − t).

шаг 4.Метод интервалов в t

Множитель t² не сокращаем: t = 0 — корень чётной кратности → петелька, знак через точку не меняется. Корень числителя t = 10 — закрашен (нестрогое ≤). Точка разрыва знаменателя t = 3 — выколота. Точка t = 1 выколота по ОДЗ (сокращённый множитель числителя) — знак через неё не меняется. Условие замены t > 0 отсекает t < 0 — после пересечения остаётся (0; 1) ∪ (1; 3) ∪ [10; +∞).

+неравенство01310
+
t
условие замены t > 00
+
t
пересечение01310
+
t
Пробная точка t = 4 ∈ (3; 10): 4²·(10 − 4)/(4 − 3) = 96 > 0 → знак «+». Через петельку t = 0 и выколотую t = 1 знак не меняется.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: aAaBAB (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: aAaBAB (знак переворачивается).
— знак неравенства сохраняется. Точка t = 1 (x = 0) выколота.

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

1)0<3x<3,3x1
3x<31,3x30
x<1,x0
2)3x10
xlog310
ответ01
log310
+
x

log₃10 ≈ 2,10.

ответ

x(;0)(0;1)[log310;+)