условие

log4⁡(64x)−2log42⁡x+log4⁡x3≥−1

шаг 1.Область допустимых значений

Логарифм определён при x > 0; знаменатель не равен нулю.

ОДЗ
x>0
log42⁡x+log4⁡x3≠0⇒log4⁡x(log4⁡x+3)≠0
x≠1,x≠164

шаг 2.Замена и приведение к дроби

Делаем замену t = log₄x и раскрываем логарифмыПреобразования 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).
, затем сводим неравенство к одной дроби.
t=log4⁡x:t+1t(t+3)+1≥0
t2+4t+1t(t+3)≥0

log₄(64x) − 2 = 3 + t − 2 = t + 1; знаменатель t² + 3t = t(t + 3). После прибавления 1: (t + 1) + t(t + 3) = t² + 4t + 1.

шаг 3.Метод интервалов в t

Числитель t² + 4t + 1 = 0 имеет иррациональные корни (закрашены — нестрогое ≥). Точки разрыва t = −3 и t = 0 выколоты.

t2+4t+1=0,D=12
t=−4±122=−2±3
+−+−+−2−√33−−2+√30
−∞
+∞
t

Пробная точка t = −2: 1·(−1)/(−2·1) > 0 ✓. Решение: t ≤ −2 − √3 или −3 < t ≤ −2 + √3 или t > 0.

шаг 4.Обратная замена

Подставляем t = log₄x. Основание 4 > 1, логарифм 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 его.
1)log4⁡x≤−2−3
0<x≤4−2−3
2)−3<log4⁡x≤−2+3
164<x≤4−2+3
3)log4⁡x>0
x>1
ответ04⁻²−√34⁻²+√31
164
−∞
+∞
x

Нижняя граница 0 случая 1 — из ОДЗ x > 0.

ответ

x∈(0;4−2−3]∪(164;4−2+3]∪(1;+∞)