условие

4⋅3log32⁡(x−2)−9≥4⋅32log32⁡(x−2)−11⋅(x−2)log3⁡(x−2)

шаг 1.Область допустимых значений

Все логарифмы содержат x − 2, поэтому нужно x − 2 > 0, то есть x > 2.

ОДЗ
x−2>0⇒x>2

шаг 2.Сводим степени к основанию 3

Обозначим u = log₃(x−2). Тогда x − 2 = 3ᵘ, и обе «трудные» степени приводятся к 3 в степени u².

u=log3⁡(x−2),x−2=3u
(x−2)log3⁡(x−2)=(3u)u=3u2
3log32⁡(x−2)=3u2
32log32⁡(x−2)=32u2=(3u2)2

Тождество (x−2)^{log₃(x−2)} = 3^{log₃²(x−2)}: подставили x−2 = 3ᵘ и перемножили показатели.

шаг 3.Замена t = 3^{u²}

Пусть t = 3^{u²} — тогда первая степень равна t, а третья равна t². Переносим всё влево и решаем квадратное неравенство.

t=3u2:4t−9≥4t2−11t
4t2−11t−4t+9≤0
4t2−15t+9≤0
4t2−15t+9=0,D=225−144=81
t=15±818=3=34
34≤t≤3

t = (15 ± √81)/8 = 3 и 3/4. Парабола ветвями вверх, ≤ 0 между корнями.

шаг 4.Учитываем t ≥ 1

Показатель u² ≥ 0, поэтому t = 3^{u²} ≥ 1. Вместе с t ≤ 3 это даёт 1 ≤ t ≤ 3. Основание 3 > 1, 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).
— переходим к показателю.
1≤3u2≤3
30≤3u2≤31
0≤u2≤1

Нижняя граница t ≥ 3/4 из квадратного неравенства слабее, чем t ≥ 1; работает именно t ≥ 1.

шаг 5.Возвращаемся к x

Из u² ≤ 1 следует −1 ≤ u ≤ 1. Подставляем u = log₃(x−2); основание 3 > 1, логарифм возрастаетЛогарифм и знак неравенства
Функция y=loga⁡x монотонна при x>0. При a > 1 возрастает, при 0 < a < 1 убывает.
Снятие логарифма (обе части — логарифмы одного основания):
· при a > 1: loga⁡A≶loga⁡B⟺A≶B (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: знак переворачивается, loga⁡A≤loga⁡B⟺A≥B.
Число c превращаем в логарифм того же основания: c=loga⁡ac — тогда сравниваем аргументы (не забывая A>0).
.
−1≤log3⁡(x−2)≤1
3−1≤x−2≤31
13≤x−2≤3
73≤x≤5
ответ5
73
−∞
+∞
x

Прибавляем 2 ко всем частям: 1/3 + 2 = 7/3, 3 + 2 = 5. Обе границы входят (нестрогое неравенство).

ответ

x∈[73;5]