условие

lg(5y22y+1)lg(4y25y+1)3log537log57

шаг 1.Приводим к логарифму по основанию B

Показатель степени в знаменателе выносим множителем, а отношение десятичных логарифмов сворачиваем в логарифм по основанию B 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).
. Правая часть тоже сворачивается в число — она равна одной трети. Общий множитель 1/3 сокращается, и остаётся сравнить логарифм с единицей.
A=5y22y+1,B=4y25y+1
lgAlgB3=lgA3lgB=13logBA
log537log57=13log57log57=13
13logBA13logBA1

Смена основания: lg A / lg B = log_B A. Справа log_{5³}7 = (log₅7)/3, поэтому отношение равно 1/3.

шаг 2.Метод рационализации

Единицу записываем как log_B B — неравенство становится разностью логарифмов. Основание B переменное, поэтому знак задаём методом рационализации Метод рационализации
Если нужен только ЗНАК выражения (например, для метода интервалов), не решаем его напрямую — определяем знак по таблице: знак слева совпадает со знаком справа (на ОДЗ), а правое выражение проще. Третий столбец — ОДЗ.
logaflogag(a1)(fg)a>0,a1,f,g>0afag(a1)(fg)a>0,a1|f||g|(fg)(f+g)любыеfgfgf,g0
Множитель (a1) задаёт направление: при a>1 он положителен (знак как у fg), при 0<a<1 — отрицателен, знак переворачивается.
: знак log_B A − log_B B совпадает со знаком (B − 1)(A − B). Замена сохраняет знак только на ОДЗ, поэтому неравенство сразу переходит в равносильную систему: рационализированное неравенство ① и ограничения ② и ③ на аргумент и основание.
logBAlogBB0
{(B1)(AB)015y22y+1>024y25y+1>0,4y25y+113

Условие ② — аргумент логарифма, ③ — основание: оно положительно и не равно единице (иначе знаменатель исходной дроби обращается в ноль).

шаг 3.Неравенство ①

Вычисляем оба множителя ① и раскладываем их на линейные скобки вынесением общего множителя y.

1(B1)(AB)0
B1=(4y25y+1)1=4y25y=y(4y5)
AB=(5y22y+1)(4y25y+1)=y2+3y=y(y+3)
y(4y5)y(y+3)0
y2(4y5)(y+3)0
++30
54
+
y
Множитель y² — чётной кратности: в нуле петелька, знак через точку не меняется. Пробная точка y = 1: 1·(4 − 5)(1 + 3) = −4 < 0 — знак «−» между −3 и 5/4. Все корни закрашены (нестрогое ≤). Решение ①: [−3; 5/4].Петелька при чётной кратности
Возникает, когда корень выражения повторяется чётное количество раз.
Внутри петельки знак НЕ ставится.
Петелька показывает 0 функции и может быть только закрашенной или выколотой. Знака внутри петли быть не может, т.к. у нуля знака нет.
> 0
+ +
(;a)(a;+)
≥ 0
+ +
(;+)
< 0
+ +
≤ 0
+ +
{a}
Флаг или петелька означают «через эту точку знак выражения не меняется» — слева и справа от петли знаки одинаковые.
При знаках ≤/≥ значение петельки может быть выколото по ОДЗ.

шаг 4.Ограничения ② и ③

Условие ② выполнено всегда: у трёхчлена 5y² − 2y + 1 дискриминант отрицателен, а ветви направлены вверх. Условие ③ даёт два ограничения: положительность основания и его отличие от единицы.

25y22y+1>0,D=420=16<0
верно при всех y
34y25y+1=(4y1)(y1)>0y<14илиy>1
4y25y+11y(4y5)0y0,y54
++01
14
54
+
y

Ось рисуем только для ③ — условие ② верно на всей прямой и ничего не отсекает. Решение ③: (−∞; 0) ∪ (0; 1/4) ∪ (1; 5/4) ∪ (5/4; +∞).

шаг 5.Пересечение

Сводим оси ① и ③ в одну. Промежуток (1/4; 1) выпадает — там основание меньше нуля не бывает, но трёхчлен B отрицателен; точки 0 и 5/4 выколоты (там B = 1).

30
54
+
y
01
14
54
+
y
пересечение301
14
54
+
y
На границе y = −3 аргумент и основание равны (A = B = 52), поэтому log_B A = 1 — равенство входит в ответ. Точки 0 и 5/4 выколоты условием ③, промежуток (1/4; 1) им же отсечён.Петелька при чётной кратности
Возникает, когда корень выражения повторяется чётное количество раз.
Внутри петельки знак НЕ ставится.
Петелька показывает 0 функции и может быть только закрашенной или выколотой. Знака внутри петли быть не может, т.к. у нуля знака нет.
> 0
+ +
(;a)(a;+)
≥ 0
+ +
(;+)
< 0
+ +
≤ 0
+ +
{a}
Флаг или петелька означают «через эту точку знак выражения не меняется» — слева и справа от петли знаки одинаковые.
При знаках ≤/≥ значение петельки может быть выколото по ОДЗ.

ответ

y[3;0)(0;14)(1;54)