условие

log52(x4)log52(x6)0

шаг 1.Область допустимых значений

Оба логарифма требуют положительных аргументов. Решаем каждое условие на своей оси и пересекаем.

ОДЗ
x4>0
x>4
x6>0
x>6
I условие4
+
x
II условие6
+
x
ОДЗ6
+
x

Пересечение x > 4 и x > 6 даёт более сильное условие x > 6.

шаг 2.Разность квадратов

Раскладываем разность квадратов на сумму и разность логарифмовПреобразования 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 сворачиваем каждый множитель.
(log5(x4)log5(x6))(log5(x4)+log5(x6))0
log5x4x6log5((x4)(x6))0

шаг 3.Первый множитель положителен

При x > 6 дробь (x − 4)/(x − 6) > 1, поэтому первый логарифм положителен. Значит знак произведения задаёт второй множитель — он должен быть ≤ 0, и по монотонности логарифмаЛогарифм 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).
его аргумент не превосходит 1.
x4x6>1log5x4x6>0
log5((x4)(x6))0
(x4)(x6)1

шаг 4.Ответ на прямой

Раскрываем (x − 4)(x − 6) ≤ 1 и решаем квадратное неравенство через дискриминант, затем пересекаем с ОДЗ x > 6.

(x4)(x6)1
x210x+241
x210x+230
x210x+23=0
D=102423=10092=8
x=10±82=10±222=5±2
52x5+2
++неравенство5−√25+√2
+
x
ОДЗ6
+
x
ответ65+√2
+
x

Пробная точка x = 5: 25 − 50 + 23 = −2 < 0 — знак «−» между корнями, чередование «+, −, +». Оба корня закрашены (нестрогое ≤). Так как 5 − √2 ≈ 3,6 < 6, левая часть отрезка вне ОДЗ: остаётся (6; 5 + √2], граница 6 выколота по ОДЗ.

ответ

x(6;5+2]