условие

13x+4≤23x+1−1

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатели дробей не обращаются в нуль. Первый, 3ˣ + 4, положителен при любом x (3ˣ > 0), поэтому ограничений не даёт — работает только условие на второй знаменатель 3ˣ⁺¹ − 1.

ОДЗ
3x+4>0(верно всегда)
3x+1−1≠0
3x+1≠1
3x+1≠30
x+1≠0
x≠−1

Любое число в нулевой степени равно 1: 1 = 3⁰; основание 3 > 1, поэтому 3ˣ⁺¹ = 3⁰ ⟺ x + 1 = 0.

шаг 2.Делаем замену

Пусть t = 3ˣ, t > 0 (показательная функция всегда положительна).

t=3x,t>0
3x+1=3⋅3x=3t
1t+4≤23t−1

шаг 3.Сводим к одной дроби

1t+4−23t−1≤0
(3t−1)−2(t+4)(t+4)(3t−1)≤0
t−9(t+4)(3t−1)≤0

шаг 4.Метод интервалов в t

Корень числителя t = 9 — закрашен (нестрогое ≤). Точки разрыва знаменателя t = −4 и t = 1/3 — выколоты. На (−∞; −4) дробь отрицательна и формально проходит ≤ 0, но условие замены t > 0 отсекает всю область t < 0 (вместе с корнем t = −4) — после пересечения остаётся (1/3; 9].

t−9(t+4)(3t−1)≤0
−+−+неравенство4−9
13
−∞
+∞
t
условие замены t > 00
−∞
+∞
t
пересечение9
13
−∞
+∞
t

Пробная точка t = 1 на (1/3; 9): (1 − 9)/((1 + 4)(3 − 1)) = (−8)/10 < 0 → знак «−».

шаг 5.Обратная замена

Подставляем t = 3ˣ. 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.
13<3x≤9
3−1<3x≤32
−1<x≤2
ответ1−2
−∞
+∞
x

Представляем границы степенями тройки: 1/3 = 3⁻¹, 9 = 3²; основание 3 > 1, поэтому от t переходим к показателю x.

ответ

x∈(−1;2]