46В. Решите неравенство \(\frac{{{{\log }_3}x}}{{{{\log }_3}x-2}} \le 1 + \frac{1}{{{{\log }_3}x-1}}\).

Ответ

ОТВЕТ: \(\left( {0;\;1} \right] \cup \left( {3;\;9} \right).\)

Решение

\(\frac{{{{\log }_3}x}}{{{{\log }_3}x-2}} \le 1 + \frac{1}{{{{\log }_3}x-1}}.\)

Запишем ограничение на подлогарифмическое выражение:  \(x > 0.\)

Пусть  \({\log _3}x = t.\)  Тогда исходное неравенство примет вид:

\(\frac{t}{{t-2}} \le 1 + \frac{1}{{t-1}}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\frac{{{t^2}-t-{t^2} + t + 2t-2-t + 2}}{{\left( {t-2} \right)\left( {t-1} \right)}} \le 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\frac{t}{{\left( {t-2} \right)\left( {t-1} \right)}} \le 0.\)

Решим полученное неравенство методом интервалов:

\(\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{t \le 0,\,\;\;\,\,}\\{1 < t < 2}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{{\log }_3}x \le 0,\;\,\;\,\,}\\{1 < {{\log }_3}x < 2}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{{\log }_3}x \le {{\log }_3}1,\;\,\;\;\;\;\,\;\;\;\;\,\,}\\{{{\log }_3}3 < {{\log }_3}x < {{\log }_3}9}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \)

\( \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{0 < x \le 1,}\\{3 < x < 9}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x \in \left( {0;1} \right] \cup \left( {3;9} \right).\)

Таким образом, решением исходного неравенства является:   \(x \in \left( {0;\;1} \right] \cup \left( {3;\;9} \right).\)

Ответ:  \(\left( {0;\;1} \right] \cup \left( {3;\;9} \right).\)