условие

log2⁡((x−1)(x2+3))≤log2⁡(4x−x2−3)+log2⁡(5−x)

шаг 1.Область допустимых значений

Все аргументы логарифмов положительны. Множитель x² + 3 > 0 знак не меняет, поэтому ОДЗ определяется остальными множителями.

ОДЗ
(x−1)(x2+3)>0⇒x>1
4x−x2−3=(x−1)(3−x)>0⇒1<x<3
I условие1
−∞
+∞
x
−+−II условие13
−∞
+∞
x
ОДЗ13
−∞
+∞
x

Вынося минус: 4x − x² − 3 = −(x² − 4x + 3). По теореме Виета для x² − 4x + 3 = 0 сумма корней должна равняться 4, произведение — 3: подбираем 1 и 3, отсюда 4x − x² − 3 = (x − 1)(3 − x). Пробная точка x = 2: (2 − 1)(3 − 2) = 1 > 0 — знак «+» между корнями, чередование «−, +, −». Пересечение условий даёт 1 < x < 3.

шаг 2.Сворачиваем правую часть

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 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.
log2⁡((x−1)(x2+3))≤log2⁡((x−1)(3−x)(5−x))
(x−1)(x2+3)≤(x−1)(3−x)(5−x)

шаг 3.Делим на (x − 1) и упрощаем

На ОДЗ x − 1 > 0, поэтому делим обе части на него и упрощаем.

x2+3≤(3−x)(5−x)
x2+3≤x2−8x+15
8x≤12⇒x≤32

шаг 4.Пересечение с ОДЗ

Пересекаем x ≤ 3/2 с ОДЗ 1 < x < 3.

неравенство
32
−∞
+∞
x
ОДЗ13
−∞
+∞
x
ответ1
32
−∞
+∞
x

Граница x = 1 выколота по ОДЗ; x = 3/2 закрашена (нестрогое ≤). Правая граница ОДЗ x = 3 отсекается неравенством.

ответ

x∈(1;32]