условие

log3⁡((x−2)(x2+9))≤2+log3⁡(x2+x−6)−log3⁡x

шаг 1.Область допустимых значений

Все аргументы логарифмов положительны. Множитель x² + 9 > 0 знак не меняет, поэтому ОДЗ определяется остальными множителями.

ОДЗ
(x−2)(x2+9)>0⇒x>2
(x+3)(x−2)>0,x>0⇒x>2
I условие2
−∞
+∞
x
+−+II условие3−2
−∞
+∞
x
III условие0
−∞
+∞
x
ОДЗ2
−∞
+∞
x

По теореме Виета для x² + x − 6 = 0: сумма корней должна равняться −1, произведение — −6. Подбираем 2 и −3, отсюда x² + x − 6 = (x + 3)(x − 2). Пересечение трёх условий даёт x > 2: левый луч второго условия отсекается требованием x > 0.

шаг 2.Сворачиваем правую часть

Правую часть собираем в один логарифм: 2 = log₃9 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 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).
— сравниваем аргументы.
log3⁡((x−2)(x2+9))≤log3⁡9(x2+x−6)x
(x−2)(x2+9)≤9(x2+x−6)x

шаг 3.Сокращаем и упрощаем

Раскладываем квадратный трёхчлен на множители, делим на (x − 2) > 0 и умножаем на x > 0.

x2+x−6=(x+3)(x−2)
x2+9≤9(x+3)x
x3+9x≤9x+27
x3≤27

После деления на (x − 2) и умножения на x остаётся x³ + 9x ≤ 9x + 27, то есть x³ ≤ 27.

шаг 4.Пересечение с ОДЗ

Из x³ ≤ 27 извлекаем кубический корень и пересекаем с ОДЗ x > 2.

неравенство3
−∞
+∞
x
ОДЗ2
−∞
+∞
x
ответ23
−∞
+∞
x

Граница x = 2 выколота по ОДЗ; x = 3 закрашена (нестрогое ≤).

ответ

x∈(2;3]