Поверните устройство

Поверните устройство

Skip to main content

Теория: 06 \(\displaystyle \frac{1}{3^x-1} + \frac{9^{x+\frac{1}{2}}-3^{x+3}+3}{3^x-9}\geqslant 3^{x+1}\)

Задание

В неравенствах

 \(\displaystyle {1<t\leqslant 3{\small;}}\) \(\displaystyle t>9{\small,}\) где \(\displaystyle t=3^x{\small,}\)

вернитесь к старой переменной \(\displaystyle x{\small.}\)

Решите полученные неравенства.

Найдите объединение множеств решения полученных неравенств. Оно и является решением исходного неравенства.

Решение

В неравенствах 

\(\displaystyle {1<t\leqslant 3{\small;}}\) \(\displaystyle t>9{\small}\) 

вернёмся к переменной \(\displaystyle x{\small .}\) У нас \(\displaystyle t=3^x{\small .}\)

Тогда:

\(\displaystyle \color{Blue}{1<3^x\leqslant 3}\) или \(\displaystyle \color{Blue}{3^x>9{\small.}}\)

Решим каждое неравенство.

Решением двойного неравенства \(\displaystyle \color{Blue}{1<3^x\leqslant 3}\) является промежуток \(\displaystyle \color{Blue}{(0;1]{\small .}}\)

Запишем двойное неравенство в виде системы неравенств:

\(\displaystyle \left\{\begin{array}{rcl}3^x& >1,\\[5px]3^x& \leqslant \,3,\\\end{array}\right.\Leftrightarrow\left\{\begin{array}{rcl}3^x& >3^0,\\[5px]3^x& \leqslant \,3^1.\\\end{array}\right.\)

Так как основание степени \(\displaystyle 3>1{\small,}\) то при переходе к неравенству на показатели знак неравенства не изменится.

Получаем:

\(\displaystyle \left\{\begin{array}{rcl}x& >0,\\[5px]x& \leqslant \,1.\\\end{array}\right.\)


То есть, решением данного неравенства является промежуток \(\displaystyle (0;1]{\small .}\)

Решением неравенства \(\displaystyle \color{Blue}{3^x >9}\) является промежуток \(\displaystyle \color{Blue}{(2;+\infty)}{\small .}\)

\(\displaystyle 3^x >9{\small} \Leftrightarrow 3^x >3^2{\small .}\)

Так как основание степени \(\displaystyle 3>1{\small,}\) то при переходе к неравенству на показатели знак неравенств не изменится.

Получим: \(\displaystyle x>2{\small.} \)

То есть, решением данного неравенства является промежуток \(\displaystyle {(2;+\infty)}{\small .}\)

Решением исходного неравенства является объединение найденных промежутков: 

\(\displaystyle \color{Blue}{(0;1]\cup(2;+\infty){\small .}}\)


Ответ: \(\displaystyle x \in (0;1]\cup(2;+\infty){\small .}\)