условие

log2⁡(1x−1)+log2⁡(1x+1)≤log2⁡(27x−1)

шаг 1.Область допустимых значений

Все три аргумента положительны. Условие 1/x + 1 > 0 при x > 0 выполнено автоматически, ограничения задают 1/x − 1 > 0 и 27x − 1 > 0.

ОДЗ
1x−1>0⇒0<x<1
27x−1>0⇒127<x<1
ОДЗ1
127
−∞
+∞
x

шаг 2.Сворачиваем левую часть

Сумму логарифмов сворачиваем в логарифм произведения аргументов 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 2 > 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.
(1x−1)(1x+1)=1−x2x2
1−x2x2≤27x−1

шаг 3.Упрощаем

Умножаем обе части на x² > 0; слагаемые −x² сокращаются.

1−x2≤27x3−x2
27x3≥1
x3≥127⇒x≥13

шаг 4.Ответ на прямой

Пересекаем x ≥ 1/3 с ОДЗ 1/27 < x < 1.

неравенство
13
−∞
+∞
x
ОДЗ1
127
−∞
+∞
x
ответ1
13
−∞
+∞
x

Граница x = 1/3 закрашена (нестрогое ≤ дало x³ ≥ 1/27); x = 1 выколота по ОДЗ. Левая граница ОДЗ 1/27 отсекается неравенством.

ответ

x∈[13;1)