условие

log5((3x)(x2+2))log5(x27x+12)+log5(5x)

шаг 1.Область допустимых значений

Все аргументы логарифмов положительны. Множитель x² + 2 > 0 знак не меняет, поэтому ОДЗ определяется остальными множителями.

ОДЗ
(3x)(x2+2)>0x<3
5x>0x<5
x27x+12=(x3)(x4)>0
x<3илиx>4

По теореме Виета для x² − 7x + 12 = 0: сумма корней должна равняться 7, произведение — 12. Подбираем 3 и 4, отсюда x² − 7x + 12 = (x − 3)(x − 4).

шаг 2.Сворачиваем правую часть

Сумму логарифмов справа 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 logab требует a>0,a1,b>0.
Степень выносим с модулем
Тождество logabn=nlogab верно только при b>0. При чётном показателе b2k определено и для b<0, поэтому обязателен модуль:
logab2k=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 clogab=logabc при чётном c расширяет область: 2logax=logax2 — слева x>0, справа x0. Появляются посторонние корни x<0; держим исходное b>0 или сразу пишем модуль.
Свернуть в один — можно
logaf+logag=loga(fg)
logaflogag=logafg
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, logafg — при fg>0 (в том числе оба множителя отрицательны). Разбивая на logaf±logag, силой требуем f>0,g>0 и теряем эту ветку. Корректно — только с модулями:
loga(fg)=loga|f|+loga|g|
Смена основания — безопасно
logab=logcblogca и logab=1logba — область не меняется (нужно c>0,c1, для второй b1).
Основное тождество
alogab=b(b>0), logaak=k — удобно при потенцировании и записи числа как логарифма (c=logaac).
. Основание 5 > 1, функция возрастаетЛогарифм и знак неравенства
Функция y=logax монотонна при x>0. При a > 1 возрастает, при 0 < a < 1 убывает.
Снятие логарифма (обе части — логарифмы одного основания):
· при a > 1: logaAlogaBAB (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: знак переворачивается, logaAlogaBAB.
Число c превращаем в логарифм того же основания: c=logaac — тогда сравниваем аргументы (не забывая A>0).
— снимаем логарифм, сохраняя знак, и сравниваем аргументы.
log5((3x)(x2+2))log5((x3)(x4)(5x))
(3x)(x2+2)(x3)(x4)(5x)

шаг 3.Делим на (3 − x) и упрощаем

Группируем множители правой части так, чтобы выделить общий (3 − x). На ОДЗ 3 − x > 0, делим на него и упрощаем.

(3x)(x2+2)(3x)(x4)(x5)
x2+2(x4)(x5)
x2+2x29x+20
9x18x2

Деление на (3 − x) допустимо: на ОДЗ x < 3 множитель 3 − x > 0, знак неравенства сохраняется.

шаг 4.Пересечение с ОДЗ

Решение x ≥ 2 пересекаем с ОДЗ x < 3 — отрезок [2; 3).

ОДЗ3
+
x
неравенство2
+
x
ответ23
+
x

Граница x = 2 закрашена (неравенство нестрогое), x = 3 выколота (исключена ОДЗ).

ответ

x[2;3)