условие

5−7logx⁡3log3⁡x−logx⁡3≥1

шаг 1.Область допустимых значений

x > 0, x ≠ 1 (основание log_x); знаменатель не равен нулю.

ОДЗ
x>0,x≠1
log3⁡x−logx⁡3≠0⇒log32⁡x≠1
x≠3,x≠13

шаг 2.Сводим к одной дроби

Переходим к основанию 3Преобразования 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).
: log_x3 = 1/log₃x. С заменой t = log₃x сводим к рациональному неравенству.
t=log3⁡x,logx⁡3=1t
5−7tt−1t≥1
5t−7t2−1≥1
5t−7t2−1−1≥0
5t−7−(t2−1)t2−1≥0
−t2+5t−6t2−1≥0
−(t−2)(t−3)(t−1)(t+1)≥0

Домножаем числитель и знаменатель на t: (5 − 7/t)·t = 5t − 7, (t − 1/t)·t = t² − 1. Вынося минус, получаем −(t² − 5t + 6). По теореме Виета для t² − 5t + 6 = 0: сумма корней должна равняться 5, произведение — 6. Подбираем t₁ = 2 и t₂ = 3, отсюда −t² + 5t − 6 = −(t − 2)(t − 3). Знаменатель — разность квадратов: t² − 1 = (t − 1)(t + 1).

шаг 3.Метод интервалов в t

Корни числителя t = 2 и t = 3 — закрашены (нестрогое ≥). Точки разрыва t = −1, t = 1 и выколотая по ОДЗ точка t = 0 (x = 1).

−+−+−1−0123
−∞
+∞
t

Пробная точка t = 4: −(2)(1)/((3)(5)) < 0 ✗. Знаки чередуются; t = 0 (x = 1) выколота из ОДЗ. Решение: −1 < t < 1 (t ≠ 0) или 2 ≤ t ≤ 3.

шаг 4.Обратная замена

Основание 3 > 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).
.
1)−1<log3⁡x<1,x≠1
13<x<1или1<x<3
2)2≤log3⁡x≤3
9≤x≤27
ответ13927
13
−∞
+∞
x

x = 1 выколота из ОДЗ; [9; 27] — из случая 2.

ответ

x∈(13;1)∪(1;3)∪[9;27]