условие

log22(log2x)+log2log22x3

шаг 1.Область допустимых значений

Под внешними логарифмами аргументы положительны: нужно −log₂x > 0 и log₂²x > 0. Решаем каждое условие на своей оси и пересекаем.

ОДЗ
log2x>0log2x<00<x<1
log22x>0log2x0x1
I условие01
+
x
++II условие01
+
x
ОДЗ01
+
x
Первое условие: −log₂x > 0 ⟺ log₂x < 0 ⟺ 0 < x < 1. Второе: log₂²x — чётная степень, обращается в ноль лишь при log₂x = 0, то есть при x = 1 (петелька, знак не меняется), поэтому log₂²x > 0 ⟺ x ≠ 1. На (0; 1) это уже выполнено — пересечение даёт (0; 1).Петелька при чётной кратности
Возникает, когда корень выражения повторяется чётное количество раз.
Внутри петельки знак НЕ ставится.
Петелька показывает 0 функции и может быть только закрашенной или выколотой. Знака внутри петли быть не может, т.к. у нуля знака нет.
> 0
+ +
(;a)(a;+)
≥ 0
+ +
(;+)
< 0
+ +
≤ 0
+ +
{a}
Флаг или петелька означают «через эту точку знак выражения не меняется» — слева и справа от петли знаки одинаковые.
При знаках ≤/≥ значение петельки может быть выколото по ОДЗ.

шаг 2.Вводим замену

Во втором слагаемом log₂x < 0, поэтому под квадратом заменяем основание на −log₂x и выносим показатель степени за логарифмПреобразования 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 logab требует a>0,a1,b>0.
Степень выносим с модулем
Тождество logabn=nlogab верно только при b>0. При чётном показателе b2k определено и для b<0, поэтому обязателен модуль:
logab2k=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 clogab=logabc при чётном c расширяет область: 2logax=logax2 — слева x>0, справа x0. Появляются посторонние корни x<0; держим исходное b>0 или сразу пишем модуль.
Свернуть в один — можно
logaf+logag=loga(fg)
logaflogag=logafg
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, logafg — при fg>0 (в том числе оба множителя отрицательны). Разбивая на logaf±logag, силой требуем f>0,g>0 и теряем эту ветку. Корректно — только с модулями:
loga(fg)=loga|f|+loga|g|
Смена основания — безопасно
logab=logcblogca и logab=1logba — область не меняется (нужно c>0,c1, для второй b1).
Основное тождество
alogab=b(b>0), logaak=k — удобно при потенцировании и записи числа как логарифма (c=logaac).
. Оба слагаемых выражаются через t = log₂(−log₂x); эта величина принимает любые значения.
log2log22x=log2(log2x)2=2log2(log2x)
t=log2(log2x)
t2+2t3

шаг 3.Решаем неравенство относительно t

Переносим всё влево и раскладываем квадратный трёхчлен на множители.

t2+2t30
(t+3)(t1)0
3t1

Корни t² + 2t − 3 = 0 по теореме Виета: сумма −2, произведение −3, отсюда t = −3 и t = 1. Парабола ветвями вверх, поэтому ≤ 0 между корнями.

шаг 4.Обратная замена

Возвращаемся к x. Основание 2 > 1, логарифм возрастаетЛогарифм и знак неравенства
Функция y=logax монотонна при x>0. При a > 1 возрастает, при 0 < a < 1 убывает.
Снятие логарифма (обе части — логарифмы одного основания):
· при a > 1: logaAlogaBAB (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: знак переворачивается, logaAlogaBAB.
Число c превращаем в логарифм того же основания: c=logaac — тогда сравниваем аргументы (не забывая A>0).
— снимаем его, знак сохраняется. Затем при умножении двойного неравенства на −1 знаки переворачиваются, и снимаем второй логарифм.
3log2(log2x)1
23log2x21
18log2x2
2log2x18
22x218
14x218
ответ
14
218
+
x

При умножении двойного неравенства 1/8 ≤ −log₂x ≤ 2 на −1 знаки переворачиваются и крайние выражения меняются местами: −2 ≤ log₂x ≤ −1/8. Полученный отрезок целиком лежит в ОДЗ 0 < x < 1.

ответ

x[14;218]