условие

50⋅(3x−2+3−x)3x+2+3−x−20⋅3x+203x+1≤5⋅3x+1−153x+1

шаг 1.Область допустимых значений

Оба знаменателя — суммы положительных слагаемых (3ˣ > 0 и 3⁻ˣ > 0 при любом x), поэтому в ноль не обращаются: ОДЗ — вся числовая прямая.

шаг 2.Делаем замену

Вводим t = 3ˣ (t > 0, 3⁻ˣ = 1/t). Переписываем каждую дробь через t: числитель и знаменатель первой сворачиваются в полные квадраты.

t=3x,t>0,3−x=1t
3x−2+3−x=t−2+1t=t2−2t+1t=(t−1)2t
3x+2+3−x=t+2+1t=t2+2t+1t=(t+1)2t
20⋅3x+203x+1=20(t+1)t+1=20
5⋅3x+1−153x+1=15(t−1)t+1
50(t−1)2(t+1)2−20≤15(t−1)t+1

шаг 3.Вторая замена

Обозначим v = (t − 1)/(t + 1); тогда дробь в квадрате равна v².

v=t−1t+1,(t−1)2(t+1)2=v2
50v2−20≤15v
50v2−15v−20≤0
10v2−3v−4≤0
(5v−4)(2v+1)≤0

10v² − 3v − 4: D = 9 + 160 = 169, корни (3 ± 13)/20 = 4/5 и −1/2.

шаг 4.Метод интервалов в v

Корни v = −1/2 и v = 4/5 — оба закрашены (нестрогое ≤). Парабола (5v − 4)(2v + 1) ветвями вверх (старший коэффициент 10 > 0), поэтому выражение ≤ 0 между корнями: −1/2 ≤ v ≤ 4/5.

+−+
−12
45
−∞
+∞
v

Пробная точка v = 0 ∈ (−1/2; 4/5): (5·0 − 4)(2·0 + 1) = (−4)·1 = −4 < 0 — между корнями выражение отрицательно, что и нужно для ≤ 0.

шаг 5.Обратная замена

Возвращаемся к t = 3ˣ. Двойное неравенство −1/2 ≤ (t − 1)/(t + 1) ≤ 4/5 — это система: оба условия выполняются одновременно (знаменатель t + 1 > 0). 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.
−12≤t−1t+1≤45⟺{t−1t+1≥−121t−1t+1≤452
1t−1t+1≥−12⇒3t−12(t+1)≥0⇒t≥13
2t−1t+1≤45⇒t−95(t+1)≤0⇒t≤9
{t≥13t≤9⟺13≤t≤9
13≤3x≤9⟺−1≤x≤2
ответ1−2
−∞
+∞
x

ответ

x∈[−1;2]