условие

3⋅8x−12x−1+204x+2x+1≤19

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатель 2ˣ − 1 не обращается в нуль (4ˣ + 2ˣ + 1 > 0 всегда).

ОДЗ
2x−1≠0
2x≠1
x≠0

1 = 2⁰, поэтому 2ˣ = 1 даёт x = 0.

шаг 2.Делаем замену

Пусть t = 2ˣ, t > 0. Числитель первой дроби 8ˣ − 1 = t³ − 1 раскладываем; множитель (t − 1) сокращается (значение t = 1, x = 0 уже исключено ОДЗ).

t=2x,t>0
8x=t3,4x=t2,4x+2x+1=t2+t+1
3⋅t3−1t−1+20t2+t+1≤19
3⋅(t−1)(t2+t+1)t−1+20t2+t+1≤19
3(t2+t+1)+20t2+t+1≤19

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
3w+20w≤19
3w2−19w+20≤0
(3w−4)(w−5)≤0
43≤w≤5
+−+5
43
−∞
+∞
w

3w² − 19w + 20: D = 361 − 240 = 121, корни (19 ± 11)/6 = 5 и 4/3.

шаг 4.Возврат к t

Двойное неравенство 4/3 ≤ t² + t + 1 ≤ 5 распадается на два. Каждое решаем методом интервалов (парабола ветвями вверх): 3t² + 3t − 1 ≥ 0 — вне корней (−3∓√21)/6; t² + t − 4 ≤ 0 — между корнями (−1∓√17)/2. Условие t > 0 отбрасывает отрицательные части; пересечение даёт промежуток для t.

t2+t+1≥43
3t2+3t−1≥0
D=9+12=21
t=−3±216
[t≤−3−216t≥21−36
t2+t+1≤5
t2+t−4≤0
D=1+16=17
t=−1±172
{t≥−1−172t≤17−12
+−+3t²+3t−1≥0
−3−216
21−36
−∞
+∞
t
+−+t²+t−4≤0
−1−172
17−12
−∞
+∞
t
пересечение, t>00
21−36
17−12
−∞
+∞
t

Берём только положительные корни (по t > 0): отрицательные (−3−√21)/6 и (−1−√17)/2 отброшены.

шаг 5.Обратная замена

Подставляем t = 2ˣ. Основание степени 2 > 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. Точка t = 1 (x = 0) выколота — она внутри найденного промежутка.
21−36≤2x≤17−12
2log2⁡21−36≤2x≤2log2⁡17−12
log2⁡21−36≤x≤log2⁡17−12
2x≠1⟺x≠0
ответ0
log2⁡21−36
log2⁡17−12
−∞
+∞
x

(√21 − 3)/6 ≈ 0,26 < 1 < (√17 − 1)/2 ≈ 1,56, поэтому x = 0 выкалывается.

ответ

x∈[log2⁡21−36;0)∪(0;log2⁡17−12]