условие

log8⁡xlog8⁡x64≥2log8⁡x+3log82⁡x−log8⁡x2

шаг 1.Область допустимых значений

Логарифм определён при x > 0; знаменатели не равны нулю.

ОДЗ
x>0
log8⁡x≠0,log8⁡x64=log8⁡x−2≠0
x≠1,x≠64

шаг 2.Сводим к одной дроби

Обозначим t = log₈x: log₈(x/64) = t − 2, log₈x² = 2tПреобразования 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).
. Правую часть приводим к общему знаменателю и переносим влево.
tt−2≥2t+3t(t−2)
tt−2≥2(t−2)+3t(t−2)
tt−2≥2t−1t(t−2)
tt−2−2t−1t(t−2)≥0
t2−(2t−1)t(t−2)≥0
t2−2t+1t(t−2)≥0
(t−1)2t(t−2)≥0

Числитель t² − 2t + 1 = (t − 1)² — полный квадрат.

шаг 3.Метод интервалов в t

Корень числителя t = 1 — чётной кратности → петелька, закрашен. Точки разрыва t = 0 и t = 2 — выколоты.

+−+012
−∞
+∞
t
Через петельку t = 1 знак не меняется. Решение: t < 0 или t = 1 или t > 2.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.Обратная замена

Возвращаемся к x: основание 8 > 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)log8⁡x<0
0<x<1
2)log8⁡x=1
x=8
3)log8⁡x>2
x>64
ответ01864
−∞
+∞
x

x = 8 — изолированная точка (петелька); граница 0 — из ОДЗ.

ответ

x∈(0;1)∪{8}∪(64;+∞)