Чтобы решить двойное неравенство \( x < 3 < 3x - 1 < 2x + 5 \), нужно разделить его на два отдельных неравенства и решить их по отдельности.
Начнем с первого неравенства:
\[ x < 3 \]
Это значит, что \( x \) может принимать любые значения меньше 3.
Теперь рассмотрим вторую часть \( 3 < 3x - 1 < 2x + 5 \). Это тоже двойное неравенство. Сначала решим \( 3 < 3x - 1 \):
\[ 3 + 1 < 3x \] \[ 4 < 3x \] \[ \frac{4}{3} < x \]
То есть \( x > \frac{4}{3} \).
Теперь будем решать вторую часть: \( 3x - 1 < 2x + 5 \):
\[ 3x - 1 < 2x + 5 \] \[ 3x - 2x < 5 + 1 \] \[ x < 6 \]
Теперь у нас есть три условия:
- \( x < 3 \)
- \( x > \frac{4}{3} \)
- \( x < 6 \)
Объединим их:
- Из условия \( x < 3 \) и \( x > \frac{4}{3} \) получаем, что \( \frac{4}{3} < x < 3 \).
Таким образом, удовлетворяющие неравенствам значения \( x \) лежат в интервале \( \left( \frac{4}{3}, 3 \right) \).
Теперь найдем целые решения. Целые числа в этом интервале:
- \( 1 \) не подходит, так как \( 1 < \frac{4}{3} \).
- Следующее целое число \( 2 \) подходит, так как \( \frac{4}{3} < 2 < 3 \).
- \( 3 \) не подходит, так как \( x \) должно быть меньше 3.
Итак, единственным целым решением является:
Множество целых решений: {2}.