условие

log9x3⁡x33+log3x23⁡27x≤3

шаг 1.Область допустимых значений

Оба основания положительны и не равны единице, оба аргумента положительны. Корень любой степени положителен ровно тогда, когда положительно подкоренное выражение.

ОДЗ
{9x3>09x3≠1x33>03x23>03x23≠127x>0⟺{x>09x≠1x>0x≠03x2≠1x>0
3x2=1⟺x2=13⟺x=±33
{x>0x≠19x≠33

Условие x > 0 сразу поглощает x ≠ 0 и делает лишним отдельный разбор аргументов. Из 9x = 1 получаем x = 1/9, из 3x² = 1 — два значения ±√3/3, из которых условие x > 0 оставляет только √3/3.

шаг 2.Переходим к одному основанию

Все основания и аргументы — произведения степеней тройки и степеней x. Обозначаем t = log₃x и по формуле перехода к новому основанию расписываем каждый логарифм как отношение логарифмов по основанию 3.

t=log3⁡x
log3⁡9x3=13log3⁡(9x)=2+t3
log3⁡x33=12log3⁡x33=3t−12
log3⁡3x23=13log3⁡(3x2)=1+2t3
log3⁡27x=12log3⁡(27x)=3+t2
log9x3⁡x33=3t−12⋅3t+2=3(3t−1)2(t+2)
log3x23⁡27x=3+t2⋅32t+1=3(t+3)2(2t+1)

Логарифм корня — это логарифм подкоренного выражения, делённый на показатель корня: log₃∛A = (1/3)log₃A, log₃√A = (1/2)log₃A. Дальше пользуемся тем, что log₃9 = 2, log₃3 = 1, log₃27 = 3, а log₃x = t.

шаг 3.Решаем неравенство в t

Сокращаем общий множитель 3/2 в обеих дробях, переносим двойку влево и сводим всё к одной дроби. Числитель раскладываем через дискриминант.

3(3t−1)2(t+2)+3(t+3)2(2t+1)≤3
3t−1t+2+t+32t+1≤2
(3t−1)(2t+1)+(t+3)(t+2)−2(t+2)(2t+1)(t+2)(2t+1)≤0
6t2+t−1+t2+5t+6−4t2−10t−4(t+2)(2t+1)≤0
3t2−4t+1(t+2)(2t+1)≤0
3t2−4t+1=0
D=(−4)2−4⋅3⋅1=16−12=4
t=4±46=4±26=1=13
3(t−1)(t−13)(t+2)(2t+1)≤0
+−+−+2−0,5−1
13
−∞
+∞
t

Пробная точка t = 0 на интервале (−0,5; 1/3): 3(0 − 1)(0 − 1/3)/((0 + 2)(0 + 1)) = 1/2 > 0 — знак «+». Все четыре точки простые, дальше знаки чередуются. Корни числителя 1/3 и 1 закрашены (нестрогое ≤). Точки разрыва −2 и −0,5 выколоты: в них 9x = 1 и 3x² = 1, то есть основания обращаются в единицу — это ровно исключённые ОДЗ значения. Решение: t ∈ (−2; −0,5) ∪ [1/3; 1].

шаг 4.Обратная замена

Возвращаемся к x по формуле t = log₃x. Основание 3 больше единицы, поэтому при снятии логарифмовЛогарифм 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).
все знаки сохраняются.
−2<log3⁡x<−0,5
3−2<x<3−0,5
19<x<33
13≤log3⁡x≤1
313≤x≤3
33≤x≤3
∛33
19
√33
−∞
+∞
x

Отрицательная степень — это дробь: 3⁻² = 1/9, а 3⁻⁰·⁵ = 1/√3 = √3/3. Обе части ответа лежат правее нуля, поэтому условие ОДЗ x > 0 выполнено. Выколотые точки 1/9 и √3/3 — это как раз исключённые ОДЗ значения, и они оказались концами интервала.

ответ

x∈(19;33)∪[33;3]