(2)
(x-2){x-(3a-1)}>0 より x<{2,(3a-1)の小さい方},{2,(3a-1)の大きい方}<x となります。
2,3a-1 を比較するために (3a-1)-2 を評価すると
(3a-1)-2 = 3a-3 = 3(a-1)
a>1 なので 3(a-1)>0 となって (3a-1)>2 であることが判りました。
∴ x<2 , 3a-1<x
x=4が範囲に含まれないのであれば、 4≦3a-1 であればよいです。
※ 3a-1=4が判断に迷いますが、3a-1=4とすると x<2,4<x となり条件に合致するので
3a-1=4 を含むのが正解。
∴ 5/3≦a
(3)
(2)で a<1のとき 3a-1<2 , a>1のとき 2<3a-1 となります。
aの範囲で場合分けすると
(i) a<1 のとき
①より 0<x<4 なので 整数xの候補は x=1,2,3
x<3a-1 , 2<x (但し 3a-1<2)
2<xより 両方を満たすのは x=3 が合致。
x<3a-1 で x=1を含まないようにするには 3a-1≦1 であればよい。
∴ a≦2/3
(ii) a>1のとき
x<2 , 3a-1<x (但し 2<3a-1)
x<2 より 両方を満たすのは x=1が合致
3a-1<x で x=3を含まないようにするには 3≦3a-1 であればよい
∴ 4/3≦a
上記より a≦2/3 , 4/3≦a