условие
шаг 1.Область допустимых значений
Основания логарифмов x, 3x и 9x положительны и не равны единице; аргумент 3 положителен сам по себе.
Условия 3x > 0 и 9x > 0 следуют из x > 0. Из 3x ≠ 1 получаем x ≠ 1/3, из 9x ≠ 1 — x ≠ 1/9.
шаг 2.Переходим к основанию 3
Сначала выписываем ОДЗ, потом преобразуем логарифмы. Каждое тождество ниже верно только на своей области — меняя её по ходу, легко потерять или добавить решения. Сам логарифм требует .
Тождество верно только при . При чётном показателе определено и для , поэтому обязателен модуль:
Обратный ход при чётном расширяет область: — слева , справа . Появляются посторонние корни ; держим исходное или сразу пишем модуль.
ОДЗ уже требует и — держим его, свёртка ничего лишнего не вносит.
определён при , — при (в том числе оба множителя отрицательны). Разбивая на , силой требуем и теряем эту ветку. Корректно — только с модулями:
и — область не меняется (нужно , для второй ).
, — удобно при потенцировании и записи числа как логарифма ().
log₃3x = log₃3 + log₃x = 1 + log₃x, log₃9x = log₃9 + log₃x = 2 + log₃x. На ОДЗ x > 0, поэтому оба множителя под логарифмом положительны и раскладывать сумму можно.
шаг 3.Делаем замену
Обозначим t = log₃x. Ограничения ОДЗ x ≠ 1, x ≠ 1/3, x ≠ 1/9 превращаются ровно в нули знаменателей.
x = 1 даёт t = 0, x = 1/3 даёт t = −1, x = 1/9 даёт t = −2.
шаг 4.Приводим к одной дроби
Общий знаменатель — произведение всех трёх знаменателей. Числитель раскрываем и приводим подобные.
Старший коэффициент −3 из скобки не вносим: в форме −3(t − 1)(t + 2/3) корни 1 и −2/3 видны прямо в скобках.
шаг 5.Метод интервалов в t
Корни числителя: −2/3 и 1 — закрашены (нестрогое ≤). Точки разрыва знаменателя: −2, −1 и 0 — выколоты. Все корни простые, знаки чередуются.
Пробная точка t = −3: числитель −3·(−3 − 1)·(−3 + 2/3) = −3·(−4)·(−7/3) = −28, знаменатель (−3)·(−3 + 1)·(−3 + 2) = (−3)·(−2)·(−1) = −6, дробь −28 : (−6) = 14/3 > 0 → на интервале (−∞; −2) знак «+». Решение: −2 < t < −1, или −2/3 ≤ t < 0, или t ≥ 1.
шаг 6.Обратная замена
· при a > 1: (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: знак переворачивается, .
Здесь 3 в степени −2/3 равно 1 : ∛9 ≈ 0,48. Выколоты 1/9, 1/3 (строгие границы) и точка 1 (исключена ОДЗ); закрашены 1/∛9 и 3.