условие

log5⁡(3x+1)+log5⁡(172x2+1)≥log5⁡(124x+1)

шаг 1.Область допустимых значений

Положительными должны быть все три аргумента логарифмов; кроме того, x ≠ 0 из-за дробей. Первый аргумент 3x + 1 > 0. Второй 1/(72x²) + 1 > 0 при любом x ≠ 0. Третий приводим к одной дроби и решаем методом интервалов.

ОДЗ
3x+1>0⇒x>−13
124x+1=1+24x24x>0⇒x<−124 или x>0
ОДЗ0
−124
−∞
+∞
x

Знак дроби (1 + 24x)/(24x) меняется в нуле числителя x = −1/24 и в точке разрыва x = 0; при x > 0 числитель и знаменатель положительны.

шаг 2.Сворачиваем левую часть и снимаем логарифм

Сумму логарифмов сворачиваем в логарифм произведения 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).
. Основание 5 > 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).
— сравниваем аргументы, знак неравенства сохраняется.
log5⁡((3x+1)⋅1+72x272x2)≥log5⁡1+24x24x
(3x+1)⋅1+72x272x2≥1+24x24x

шаг 3.Упрощаем и решаем

Умножаем обе части на 72x² > 0 — знак сохраняется. Справа дробь сокращается на 24x. Раскрываем скобки слева и приводим подобные.

(3x+1)(1+72x2)≥1+24x24x⋅72x2
216x3+72x2+3x+1≥3x(1+24x)
216x3+72x2+3x+1≥72x2+3x
216x3+1≥0
x3≥−1216
x≥−16

Множитель 72x² строго положителен при x ≠ 0 (это учтено в ОДЗ), поэтому умножение на него не меняет знак неравенства. Кубический корень возрастает, поэтому из x³ ≥ −1/216 следует x ≥ −1/6.

шаг 4.Пересечение с ОДЗ

Луч x ≥ −1/6 пересекаем с ОДЗ x < −1/24 или x > 0 (условие x > −1/3 не ограничивает, так как −1/6 правее). Из левой части остаётся [−1/6; −1/24), правая даёт (0; +∞).

неравенство
−16
−∞
+∞
x
ОДЗ0
−124
−∞
+∞
x
ответ0
−16
−124
−∞
+∞
x

Граница x = −1/6 входит в ответ (при ней 216x³ + 1 = 0, неравенство выполнено как равенство, и точка попадает в ОДЗ). Точки x = −1/24 и x = 0 выколоты по ОДЗ.

ответ

x∈[−16;−124)∪(0;+∞)