условие

log3⁡(x2−x−2)≤1+log3⁡x+1x−2

шаг 1.Область допустимых значений

Оба аргумента логарифмов положительны. Первое условие — квадратный трёхчлен x² − x − 2 = (x − 2)(x + 1) > 0, метод интервалов даёт x вне корней −1 и 2. Вторая дробь (x + 1)/(x − 2) > 0 равносильна (x + 1)(x − 2) > 0 — те же корни и интервалы.

ОДЗ
x2−x−2>0
(x−2)(x+1)>0
x<−1 или x>2
x+1x−2>0
(x+1)(x−2)>0
x<−1 или x>2
I условие1−2
−∞
+∞
x
II условие1−2
−∞
+∞
x

По теореме Виета для x² − x − 2 = 0: сумма корней равна 1, произведение −2. Подбираем x₁ = −1 и x₂ = 2, отсюда x² − x − 2 = (x − 2)(x + 1).

шаг 2.Свёртка и снятие логарифма

Подставляем разложение из шага 1, переносим логарифм влево. Сворачиваем разность логарифмов в логарифм частного Преобразования логарифмов и ОДЗ
Главное правило
Сначала выписываем ОДЗ, потом преобразуем логарифмы. Каждое тождество ниже верно только на своей области — меняя её по ходу, легко потерять или добавить решения. Сам логарифм loga⁡b требует a>0,a≠1,b>0.
Степень выносим с модулем
Тождество loga⁡bn=nloga⁡b верно только при b>0. При чётном показателе b2k определено и для b<0, поэтому обязателен модуль:
loga⁡b2k=2kloga⁡|b|
У нас 16log3⁡(x+1)6=log3⁡|x+1|. Без модуля потеряли бы ветку x<−1 и корень x=−4.
Коэффициент внутрь — расширение ОДЗ
Обратный ход cloga⁡b=loga⁡bc при чётном c расширяет область: 2loga⁡x=loga⁡x2 — слева x>0, справа x≠0. Появляются посторонние корни x<0; держим исходное b>0 или сразу пишем модуль.
Свернуть в один — можно
loga⁡f+loga⁡g=loga⁡(fg)
loga⁡f−loga⁡g=loga⁡fg
ОДЗ уже требует f>0 и g>0 — держим его, свёртка ничего лишнего не вносит.
Развернуть в сумму/разность — опасно
loga⁡(fg) определён при fg>0, loga⁡fg — при fg>0 (в том числе оба множителя отрицательны). Разбивая на loga⁡f±loga⁡g, силой требуем f>0,g>0 и теряем эту ветку. Корректно — только с модулями:
loga⁡(fg)=loga⁡|f|+loga⁡|g|
Смена основания — безопасно
loga⁡b=logc⁡blogc⁡a и loga⁡b=1logb⁡a — область не меняется (нужно c>0,c≠1, для второй b≠1).
Основное тождество
aloga⁡b=b(b>0), loga⁡ak=k — удобно при потенцировании и записи числа как логарифма (c=loga⁡ac).
, сокращаем (x + 1) и объединяем (x − 2) · (x − 2) = (x − 2)². Дальше потенцирование: 1 = log₃ 3; основание логарифма 3 > 1, функция возрастаетЛогарифм и знак неравенства
Функция y=loga⁡x монотонна при x>0. При a > 1 возрастает, при 0 < a < 1 убывает.
Снятие логарифма (обе части — логарифмы одного основания):
· при a > 1: loga⁡A≶loga⁡B⟺A≶B (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: знак переворачивается, loga⁡A≤loga⁡B⟺A≥B.
Число c превращаем в логарифм того же основания: c=loga⁡ac — тогда сравниваем аргументы (не забывая A>0).
— снимаем логарифм. Из чётной степени переходим к модулю и раскрываем его двойным неравенством.
log3⁡((x−2)(x+1))≤1+log3⁡x+1x−2
log3⁡((x−2)(x+1))−log3⁡x+1x−2≤1
log3⁡(x−2)(x+1)(x−2)x+1≤1
log3⁡(x−2)2≤1
log3⁡(x−2)2≤log3⁡3
(x−2)2≤3
(x−2)2≤3
|x−2|≤3
−3≤x−2≤3
2−3≤x≤2+3

Сокращение (x + 1) допустимо: x = −1 уже исключено ОДЗ — корень не теряем.

шаг 3.Пересечение с ОДЗ

Отрезок [2 − √3; 2 + √3] ≈ [0,27; 3,73] пересекаем с ОДЗ x < −1 или x > 2. Левый конец 2 − √3 > −1, в левую ветвь ОДЗ не попадает. Остаётся (2; 2 + √3].

ОДЗ1−2
−∞
+∞
x
неравенство
2−3
2+3
−∞
+∞
x
ответ2
2+3
−∞
+∞
x

ответ

x∈(2;2+3]