условие

log3⁡(x+1x)−2log9⁡(x−1)≤log3⁡(3x+4)−log27⁡x6

шаг 1.Область допустимых значений

Все аргументы логарифмов положительны. Ключевое ограничение задаёт множитель x − 1; при x > 1 остальные аргументы (x + 1/x, 3x + 4, x) автоматически положительны.

ОДЗ
x−1>0⇒x>1

шаг 2.Приводим к основанию 3

Приводим все логарифмы к основанию 3, затем сворачиваем сумму и разность в один логарифм 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).
— снимаем логарифм.
2log9⁡(x−1)=log3⁡(x−1),log27⁡x6=log3⁡x2
log3⁡x+1xx−1≤log3⁡3x+4x2
x2+1x(x−1)≤3x+4x2

шаг 3.Сводим к многочлену

На ОДЗ x > 1 знаменатели положительны — умножаем крест-накрест и делим на x > 0. Кубический многочлен раскладываем группировкой.

x(x2+1)≤(x−1)(3x+4)
x3+x≤3x2+x−4
x3−3x2+4≤0
(x+1)(x−2)2≤0

x³ − 3x² + 4 = (x + 1)(x² − 4x + 4) = (x + 1)(x − 2)²; проверка: x = −1 — корень.

шаг 4.Метод интервалов в x

На ОДЗ x > 1 множитель (x + 1) > 0, а (x − 2)² ≥ 0, поэтому произведение ≤ 0 только при (x − 2)² = 0. Корень x = 2 — чётной кратности (петелька), закрашен (нестрогое ≤) — изолированная точка.

++12
−∞
+∞
x
При x > 1 произведение положительно всюду, кроме x = 2, где равно нулю → единственное решение x = 2.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.

ответ

x∈{2}