условие

log2x12(9x212x+4)10log2x1(3x2)+183log2x1(6x27x+2)22

шаг 1.Область допустимых значений

Основание 2x − 1 положительно и не равно 1; аргументы всех логарифмов положительны.

ОДЗ
{2x1>0,2x113x2>06x27x+2=(2x1)(3x2)>0
ОДЗ1
23
+
x

Из 2x − 1 > 0 и 3x − 2 > 0 берём x > 2/3; условие 2x − 1 ≠ 1 даёт x ≠ 1. Итог: x ∈ (2/3; 1) ∪ (1; +∞).

шаг 2.Разложение и замена

Замечаем полные множители: 9x² − 12x + 4 = (3x − 2)², а 6x² − 7x + 2 = (2x − 1)(3x − 2). Тогда все логарифмы выражаются через одну величину u = log_{2x−1}(3x − 2) 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).
, и неравенство становится дробно-рациональным.
9x212x+4=(3x2)2
6x27x+2=(2x1)(3x2)
u=log2x1(3x2)
log2x1(3x2)2=2u
log2x1((2x1)(3x2))=1+u
(2u)210u+183(1+u)22
4u210u+183u+12

Оба разложения проверяются раскрытием скобок: (3x − 2)² = 9x² − 12x + 4 и (2x − 1)(3x − 2) = 6x² − 7x + 2 — здесь множители не подбираются, а угадываются по основанию и аргументу логарифма. На ОДЗ 3x − 2 > 0, поэтому log_{2x−1}(3x − 2)² = 2·log_{2x−1}(3x − 2) = 2u без модуля. Так как log_b b = 1, знаменатель 3·log_{2x−1}((2x−1)(3x−2)) − 2 = 3(1 + u) − 2 = 3u + 1.

шаг 3.Решаем неравенство относительно u

Переносим 2 влево и приводим к общему знаменателю; числитель сворачивается в полный квадрат.

4u210u+183u+120
4u210u+182(3u+1)3u+10
4u216u+163u+10
4(u2)23u+10
++по u2
13
+
u
Числитель 4(u − 2)² ≥ 0, поэтому дробь ≤ 0 либо когда числитель ноль (u = 2, знаменатель 7 ≠ 0), либо когда знаменатель отрицателен: 3u + 1 < 0, т.е. u < −1/3. Итог: u < −1/3 или u = 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

Случай u < −1/3 невозможен: на ОДЗ основание 2x − 1 и аргумент 3x − 2 лежат по одну сторону от 1, поэтому по 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 u = log_{2x−1}(3x − 2) совпадает со знаком (2x − 2)(3x − 3) = 6(x − 1)² > 0. Значит u > 0 всюду на ОДЗ. Остаётся u = 2.
log2x1(3x2)>0(2x2)(3x3)>0
(2x2)(3x3)=6(x1)2>0(x1)
log2x1(3x2)=23x2=(2x1)2
4x27x+3=0
x=7±18=1=34
ответ1
23
34
+
x

Из 3x − 2 = (2x − 1)²: 4x² − 7x + 3 = 0, x = (7 ± √1)/8 = 1 и 3/4. Корень x = 1 исключён (основание ≠ 1), x = 3/4 лежит в ОДЗ (2/3; 1). Случай u < −1/3 решений не даёт.

ответ

x=34