условие

2125x15x1+1225x+5x+111

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатель 5ˣ − 1 не обращается в нуль (25ˣ + 5ˣ + 1 > 0 всегда).

ОДЗ
5x10
5x1
x0

1 = 5⁰, поэтому 5ˣ = 1 даёт x = 0.

шаг 2.Делаем замену

Пусть t = 5ˣ, t > 0. Числитель первой дроби 125ˣ − 1 = t³ − 1 раскладываем; множитель (t − 1) сокращается (значение t = 1, x = 0 уже исключено ОДЗ).

t=5x,t>0
125x=t3,25x=t2,25x+5x+1=t2+t+1
2t31t1+12t2+t+111
2(t1)(t2+t+1)t1+12t2+t+111
2(t2+t+1)+12t2+t+111

t³ − 1 = (t − 1)(t² + t + 1); знаменатель t² + t + 1 > 0 всегда.

шаг 3.Вторая замена

Обозначим w = t² + t + 1 (w > 0) — замена упрощает неравенство до квадратного. Домножаем на w > 0 и решаем методом интервалов: парабола ветвями вверх, между корнями ≤ 0.

w=t2+t+1,w>0
2w+12w11
2w211w+120
(2w3)(w4)0
32w4
++4
32
+
w

2w² − 11w + 12: D = 121 − 96 = 25, корни (11 ± 5)/4 = 4 и 3/2.

шаг 4.Возврат к t

Двойное неравенство 3/2 ≤ t² + t + 1 ≤ 4 распадается на два. Каждое решаем методом интервалов (парабола ветвями вверх): 2t² + 2t − 1 ≥ 0 — вне корней (−1∓√3)/2; t² + t − 3 ≤ 0 — между корнями (−1∓√13)/2. Условие t > 0 отбрасывает отрицательные части; пересечение даёт промежуток для t.

t2+t+132
2t2+2t10
D=4+8=12
t=2±124=1±32
[t132t312
t2+t+14
t2+t30
D=1+12=13
t=1±132
{t1132t1312
++2t²+2t−1≥0
132
312
+
t
++t²+t−3≤0
1132
1312
+
t
пересечение, t>00
312
1312
+
t

Берём только положительные корни (по t > 0): отрицательные (−1−√3)/2 и (−1−√13)/2 отброшены.

шаг 5.Обратная замена

Подставляем t = 5ˣ. Основание степени 5 > 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 — она внутри найденного промежутка.
3125x1312
5log53125x5log51312
log5312xlog51312
5x1x0
ответ0
log5312
log51312
+
x

(√3 − 1)/2 ≈ 0,37 < 1 < (√13 − 1)/2 ≈ 1,30, поэтому x = 0 выкалывается.

ответ

x[log5312;0)(0;log51312]