与えられた不等式 $3 \cdot 9^x - 28 \cdot 3^x + 9 > 0$ を解く問題です。

代数学指数不等式二次不等式置換因数分解
2025/7/26

1. 問題の内容

与えられた不等式 39x283x+9>03 \cdot 9^x - 28 \cdot 3^x + 9 > 0 を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、3x=t3^x = t と置換します。すると、9x=(32)x=(3x)2=t29^x = (3^2)^x = (3^x)^2 = t^2 となります。
したがって、与えられた不等式は
3t228t+9>03t^2 - 28t + 9 > 0
となります。
この2次不等式を解くために、まず2次方程式 3t228t+9=03t^2 - 28t + 9 = 0 の解を求めます。
因数分解すると
(3t1)(t9)=0(3t - 1)(t - 9) = 0
となるので、t=13,9t = \frac{1}{3}, 9 が解となります。
したがって、3t228t+9>03t^2 - 28t + 9 > 0 の解は
t<13,t>9t < \frac{1}{3}, t > 9
となります。
ここで、t=3xt = 3^x なので、3x<133^x < \frac{1}{3} または 3x>93^x > 9 となります。
3x<13=313^x < \frac{1}{3} = 3^{-1} より、x<1x < -1 となります。
3x>9=323^x > 9 = 3^2 より、x>2x > 2 となります。
したがって、求める解は x<1x < -1 または x>2x > 2 となります。

3. 最終的な答え

x<1x < -1 または x>2x > 2

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