условие

3x823x3199x53x+613x3

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатели дробей не обращаются в нуль. Левый знаменатель — квадратный трёхчлен относительно 3ˣ: раскладываем его на множители.

ОДЗ
9x53x+60
(3x)253x+60
(3x2)(3x3)0
{3x203x2xlog323x303x3x1

По теореме Виета для (3ˣ)² − 5·3ˣ + 6: сумма корней 5, произведение 6 → корни 2 и 3. 3 = 3¹ даёт x = 1; 2 не степень тройки → x = log₃2.

шаг 2.Делаем замену

Пусть t = 3ˣ, t > 0, так как показательная функция всегда положительна. Тогда 9ˣ = t², а 2·3ˣ·3 = 6t.

t=3x,t>0
t86t19(t2)(t3)1t3

шаг 3.Сводим к одной дроби

(t8)(t2)(t3)(6t19)(t2)(t2)(t3)0
t313t2+39t27(t2)(t3)0
t313t2+39t27=
=t3t212t2+12t+27t27=
=t2(t1)12t(t1)+27(t1)=
=(t1)(t212t+27)=(t1)(t3)(t9)
(t1)(t3)(t9)(t2)(t3)0

Группировка: t = 1 — корень (сумма коэффициентов 1 − 13 + 39 − 27 = 0), поэтому −13t² = −t² − 12t² и 39t = 12t + 27t — в каждой паре выделяется (t − 1); затем t² − 12t + 27 = (t − 3)(t − 9) (сумма 12, произведение 27).

шаг 4.Метод интервалов в t

Множитель (t − 3) сокращается; t = 3 (x = 1) исключено ОДЗ — на оси выколота, знак не меняется. Корни числителя: t = 1, t = 9 — закрашены (нестрогое ≤). Точка разрыва знаменателя: t = 2 — выколота. На (−∞; 1] дробь ≤ 0 и формально проходит, но условие замены t > 0 отсекает отрицательную полуось — после пересечения остаётся (0; 1] ∪ (2; 3) ∪ (3; 9].

(t1)(t9)t20
++неравенство1239
+
t
условие замены t > 00
+
t
пересечение01239
+
t

Пробная точка t = 0,5: (0,5 − 1)(0,5 − 9)/(0,5 − 2) = 4,25/(−1,5) < 0 → знак «−». Через выколотую t = 3 знак не меняется.

шаг 5.Обратная замена

Подставляем 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 = 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] выполняется автоматически — в случае 1 остаётся только 3ˣ ≤ 1.

1)0<t1
3x1
3x30
x0
2)2<t<3
2<3x<3
log32<x<1
3)3<t9
3<3x9
1<x2
ответ012
log32
+
x

log₃2 ≈ 0,63.

ответ

x(;0](log32;1)(1;2]