Ответ:

Для существования корней необходимо: \(3-x\ge 0\) и \(3x-5\ge 0\). Поэтому \(\frac53\le x\le 3\).

Обе части неотрицательны, значит, сравниваем подкоренные выражения: \(3-x<3x-5\).

Решаем: \(8<4x\), откуда \(x>2\). Пересекаем с областью определения.

Ответ: \(x\in(2;3]\).