условие

8log4⁡x+log2⁡(x+8x2)≤2log2⁡x2+2x2

шаг 1.Область допустимых значений

Все аргументы логарифмов положительны. Под корнем и в первом логарифме нужно x > 0; при x > 0 выражение x + 8/x² положительно автоматически. Аргумент правого логарифма раскладываем на множители; пересечение всех условий оставляет x > 0.

ОДЗ
x>0⇒x>0
x+8x2>0⇒x>0
x2+2x2=x(x+2)2>0
x<−2илиx>0

При x > 0 оба слагаемых x и 8/x² положительны, поэтому x + 8/x² > 0 без новых ограничений.

шаг 2.Приводим всё к основанию 2

Левый логарифм по основанию 4 = 2² пересчитываем через основание 2 и заносим коэффициенты в показатели степени. Дальше сворачиваем суммы логарифмов в логарифмы произведений 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).
.
8log4⁡x=8⋅12log4⁡x=4log22⁡x=
=4⋅12log2⁡x=2log2⁡x=log2⁡x2
log2⁡x2+log2⁡(x+8x2)≤log2⁡(x2+2x2)2
log2⁡(x2⋅x3+8x2)≤log2⁡(x2+2x)24
log2⁡(x3+8)≤log2⁡(x2+2x)24

Внутри первого логарифма x + 8/x² = (x³ + 8)/x², тогда x² · (x³ + 8)/x² = x³ + 8.

шаг 3.Снимаем логарифм

Основание логарифма 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).
— снимаем логарифм, сохраняя знак. Раскрываем квадрат справа и переносим всё в одну часть.
x3+8≤(x2+2x)24
4(x3+8)≤(x2+2x)2
4x3+32≤x4+4x3+4x2
0≤x4+4x2−32

(x² + 2x)² = x⁴ + 4x³ + 4x²; после переноса 4x³ + 32 слагаемые с x³ сокращаются.

шаг 4.Метод интервалов

Биквадратное выражение раскладываем как квадратный трёхчлен относительно x². Множитель x² + 8 положителен при любом x, поэтому знак определяет только x² − 4.

x4+4x2−32≥0
(x2+8)(x2−4)≥0
x2−4≥0⇒x≤−2илиx≥2

Замена u = x²: u² + 4u − 32 = (u + 8)(u − 4). Корень u = −8 невозможен (u = x² ≥ 0), остаётся u ≥ 4, то есть x² ≥ 4.

шаг 5.Пересечение с ОДЗ

Решение x ≤ −2 или x ≥ 2 пересекаем с ОДЗ x > 0 — остаётся луч [2; +∞).

ОДЗ0
−∞
+∞
x
неравенство2−2
−∞
+∞
x
ответ2
−∞
+∞
x

Граница x = 2 закрашена (неравенство нестрогое и x = 2 в ОДЗ). Луч x ≤ −2 целиком вне ОДЗ x > 0.

ответ

x∈[2;+∞)