условие

logx(log9(3x9))<1

шаг 1.Область допустимых значений

Аргумент внутреннего логарифма положителен: 3ˣ − 9 > 0. Аргумент внешнего логарифма тоже положителен: log₉(3ˣ − 9) > 0, то есть 3ˣ − 9 > 1. Основание внешнего логарифма x > 0, x ≠ 1.

ОДЗ
3x9>0x>2
log9(3x9)>03x9>1
3x>10x>log310

log₃10 ≈ 2,10 > 2, поэтому условие x > log₃10 строже, чем x > 2. Заодно x > 1, значит основание степени x подходит.

шаг 2.Снимаем внешний логарифм

Основание x > 1 (по ОДЗ), логарифм возрастаетЛогарифм и знак неравенства
Функция y=logax монотонна при x>0. При a > 1 возрастает, при 0 < a < 1 убывает.
Снятие логарифма (обе части — логарифмы одного основания):
· при a > 1: logaAlogaBAB (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: знак переворачивается, logaAlogaBAB.
Число c превращаем в логарифм того же основания: c=logaac — тогда сравниваем аргументы (не забывая A>0).
. Записываем 1 = logₓx и снимаем log с обеих частей, сохраняя знак.
logx(log9(3x9))<logxx
log9(3x9)<x

шаг 3.Снимаем внутренний логарифм

Записываем x = log₉9ˣ и снимаем log₉ (основание 9 > 1, возрастаетЛогарифм и знак неравенства
Функция y=logax монотонна при x>0. При a > 1 возрастает, при 0 < a < 1 убывает.
Снятие логарифма (обе части — логарифмы одного основания):
· при a > 1: logaAlogaBAB (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: знак переворачивается, logaAlogaBAB.
Число c превращаем в логарифм того же основания: c=logaac — тогда сравниваем аргументы (не забывая A>0).
). Получается показательное неравенство.
log9(3x9)<log99x
3x9<9x
3x9<(3x)2

9ˣ = (3ˣ)² — приводим к одной показательной функции 3ˣ.

шаг 4.Это неравенство выполнено всюду

Обозначим p = 3ˣ > 0. Переносим всё влево: получается квадратный трёхчлен с отрицательным дискриминантом, он положителен при любом p. Значит неравенство верно для всех x из ОДЗ.

p=3x>0:p9<p2
p2p+9>0
D=(1)249=136=35<0

Парабола p² − p + 9 ветвями вверх, D < 0 — нет корней, значит p² − p + 9 > 0 всегда. Ограничений сверх ОДЗ нет.

шаг 5.Ответ — это всё ОДЗ

Неравенство из шага 4 не накладывает новых условий, поэтому решение совпадает с ОДЗ x > log₃10.

ответlog₃10
+
x

ответ

x(log310;+)