условие

9x19x1159x13681x109x+9

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатели дробей не обращаются в нуль. Третий знаменатель — квадратный трёхчлен относительно 9ˣ (81ˣ = (9ˣ)²), раскладываем его на скобки.

ОДЗ
81x109x+90
(9x)2109x+90
(9x1)(9x9)0
{9x19x9{x0x1

По теореме Виета (сумма корней 10, произведение 9) корни трёхчлена равны 1 и 9, поэтому 81ˣ − 10·9ˣ + 9 = (9ˣ − 1)(9ˣ − 9). Знаменатель 9ˣ⁻¹ − 1 даёт x ≠ 1, а 9ˣ − 1 — x ≠ 0; оба условия уже содержатся в третьем.

шаг 2.Замена и сведение к дроби

Вводим u = 9ˣ (u > 0, показательная функция всегда положительна). Каждую степень переписываем через u, первую дробь сокращаем на 1/9, знаменатели становятся u − 9, u − 1 и (u − 1)(u − 9). Приводим всё к одной дроби; числитель сворачивается в полный квадрат.

u=9x,u>0
9x1=9x9=u9
81x=(9x)2=u2
81x109x+9=u210u+9=(u1)(u9)
9x19x11=u9u91=uu9
uu95u136(u1)(u9)
uu95u136(u1)(u9)0
u(u1)5(u9)36(u1)(u9)0
u26u+9(u1)(u9)0
(u3)2(u1)(u9)0

Числитель u(u − 1) − 5(u − 9) − 36 = u² − 6u + 9 = (u − 3)² — полный квадрат.

шаг 3.Метод интервалов в u

Корень числителя: u = 3 — чётной кратности 2 (квадрат), ставим петельку: знак через точку не меняется. При нестрогом ≥ числитель при u = 3 обнуляется → точка закрашена, входит в ответ изолированной. Точки разрыва знаменателя: u = 1 и u = 9 — выколоты. Решение неравенства: (−∞; 1) ∪ {3} ∪ (9; +∞). Условие замены u > 0 отсекает левый луч — остаётся (0; 1) ∪ {3} ∪ (9; +∞).

++неравенство139
+
u
условие замены u > 00
+
u
пересечение0139
+
u
Пробная точка u = 2 ∈ (1; 3): (2 − 3)²/((2 − 1)(2 − 9)) = 1/(−7) < 0 → знак «−». Через петельку при u = 3 знак не меняется (чётная кратность).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 4.Обратная замена

Подставляем u = 9ˣ. Основание степени 9 > 1, 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. Границы 1, 3 и 9 — степени девятки: 1 = 9⁰, 3 = 9^(1/2), 9 = 9¹.
1)0<9x<1или9x=3
9x<90x<0
9x=912x=12
2)9x>9=91
x>1
ответ01
12
+
x

9ˣ = 3 ⟺ 3²ˣ = 3 ⟺ x = 1/2. Точка x = 1/2 — изолированное решение.

ответ

x(;0){12}(1;+)