условие

3x3x81153x819x843x+243

шаг 1.Область допустимых значений

Подкоренное выражение неотрицательно, и оба знаменателя не обращаются в нуль. Второй знаменатель — квадратный трёхчлен относительно 3^{√x}, раскладываем его на скобки.

ОДЗ
9x843x+243=(3x3)(3x81)
{x03x813x3
{x0x16x1

шаг 2.Делаем замену

Пусть q = 3^{√x}. Так как √x ≥ 0, показательная функция даёт q ≥ 1.

q=3x,q1,9x=q2
9x843x+243=q284q+243
q284q+243=(q3)(q81)
qq8115q81(q3)(q81)

q² − 84q + 243 = (q − 3)(q − 81) по теореме Виета: сумма корней 84, произведение 243 → корни 3 и 81.

шаг 3.Сводим к одной дроби

qq8115q81(q3)(q81)0
q(q3)(15q81)(q3)(q81)0
q218q+81(q3)(q81)0
(q9)2(q3)(q81)0

q(q − 3) − (15q − 81) = q² − 18q + 81 = (q − 9)².

шаг 4.Метод интервалов в q

Числитель (q − 9)² — корень q = 9 чётной кратности → петелька, знак через точку не меняется, при нестрогом ≥ закрашен (изолированное решение). Точки разрыва знаменателя: q = 3, q = 81 — выколоты. На (−∞; 3) дробь положительна и формально проходит ≥ 0, но условие замены q ≥ 1 отсекает левую часть — после пересечения остаётся [1; 3) ∪ {9} ∪ (81; +∞).

++неравенство3981
+
q
условие замены q ≥ 11
+
q
пересечение13981
+
q
Пробная точка q = 4: (4 − 9)²/((4 − 3)(4 − 81)) = 25/(−77) < 0 → знак «−». Через петельку при q = 9 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

Подставляем q = 3^{√x}. 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).
— сравниваем показатели степени.
1)13x<3или3x=9
0x<1илиx=4
2)3x>81
x>16
ответ1416
+
x

3^{√x} = 9 ⟺ √x = 2 ⟺ x = 4; 3^{√x} = 81 ⟺ √x = 4 ⟺ x = 16. Точка x = 4 — изолированное решение.

ответ

x[0;1){4}(16;+)