условие

log3((2x)(x2+5))log3(x25x+6)+log3(4x)

шаг 1.Область допустимых значений

Все аргументы логарифмов положительны. Множитель x² + 5 > 0 знак не меняет, поэтому ОДЗ определяется остальными множителями.

ОДЗ
(2x)(x2+5)>0x<2
4x>0x<4
x25x+6=(x2)(x3)>0
x<2илиx>3

По теореме Виета для x² − 5x + 6 = 0: сумма корней должна равняться 5, произведение — 6. Подбираем 2 и 3, отсюда x² − 5x + 6 = (x − 2)(x − 3).

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 3 > 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.
log3((2x)(x2+5))log3((x2)(x3)(4x))
(2x)(x2+5)(x2)(x3)(4x)

шаг 3.Делим на (2 − x) и упрощаем

Группируем множители правой части так, чтобы выделить общий (2 − x). На ОДЗ 2 − x > 0, делим на него и упрощаем.

(2x)(x2+5)(2x)(x3)(x4)
x2+5(x3)(x4)
x2+5x27x+12
7x7x1

Деление на (2 − x) допустимо: на ОДЗ x < 2 множитель 2 − x > 0, знак неравенства сохраняется.

шаг 4.Пересечение с ОДЗ

Решение x ≥ 1 пересекаем с ОДЗ x < 2 — отрезок [1; 2).

ОДЗ2
+
x
неравенство1
+
x
ответ12
+
x

Граница x = 1 закрашена (неравенство нестрогое), x = 2 выколота (исключена ОДЗ).

ответ

x[1;2)