условие

log27(x39x2+27x27)log3(x29)4

шаг 1.Область допустимых значений

Оба аргумента логарифмов положительны. Левый — куб разности по формуле (a − b)³, на ОДЗ требуется (x − 3)³ > 0, то есть x > 3. Правый — разность квадратов; методом интервалов x < −3 или x > 3. Пересечение даёт x > 3.

ОДЗ
x39x2+27x27>0
(x3)3>0
x3>0
x>3
x29>0
(x3)(x+3)>0
x<3 или x>3
+I условие3
+
x
++II условие33
+
x
ОДЗ3
+
x

Куб разности: a³ − 3a²b + 3ab² − b³ = (a − b)³ с b = 3. Разность квадратов x² − 9 = (x − 3)(x + 3).

шаг 2.Приводим к основанию 3

Пересчитываем левый логарифм через основание 3 (формула перехода к новому основанию степени) 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).
и подставляем разложение из шага 1 в правую часть.
log27(x3)3=log33(x3)3=13log3(x3)3=
=133log3|x3|=log3|x3|=log3(x3)
log3(x3)log3((x3)(x+3))4

На ОДЗ x > 3 модуль |x − 3| = (x − 3).

шаг 3.Снимаем логарифм

На ОДЗ x > 3 оба сомножителя (x − 3) и (x + 3) положительны, поэтому log_a(uv) = log_a u + log_a v применимо — раскладываем правый логарифм произведения в сумму. С обеих сторон стоит log₃(x − 3), вычитаем. Свободный член 4 представляем как log₃ 3⁴ = log₃ 81 и снимаем логарифм: основание логарифма 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).
— знак неравенства сохраняется.
log3(x3)log3((x3)(x+3))4
log3(x3)log3(x3)+log3(x+3)4
0log3(x+3)4
log3(x+3)4
log3(x+3)log381
x+381
x78

Разложение log₃(uv) = log₃u + log₃v требует u > 0 и v > 0; на ОДЗ x > 3 оба условия выполнены — новых ограничений не вводим. Сокращение log₃(x − 3) допустимо: x = 3 уже исключено ОДЗ — корень не теряем.

шаг 4.Пересечение с ОДЗ

Решение x ≤ 78 пересекаем с ОДЗ x > 3.

ОДЗ3
+
x
неравенство78
+
x
ответ378
+
x

ответ

x(3;78]