Trước hết ta viết lại bất phương trình đã cho dưới dạng:
f(x)=x2−(4a+3)x+3a2+9a<0
Bất phương trình nghiệm đúng với 1≤x≤3 khi và chỉ khi:

x1<1<3<x2 ⇔{f(1)<0f(3)<0
f(1)=3a2+5a−2<0⇔−2<a<31 (1)
F(3)=3a2−3a<0⇔0<a<1 (2)
Kết hợp (1) với (2) ta được: 0<a<31