условие

2log62⁡x+312log36⁡216x≤10+log16⁡x2

шаг 1.Замена и упрощение

Вводим t = log₆x (нужно x > 0). Знаменатель сворачиваем: 216 = 6³, 36 = 6², поэтому 2·log₃₆(216x) = 3 + t 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 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).
. Справа основание 1/6 даёт log_{1/6}x² = −2t. Получаем рациональное неравенство в t.
t=log6⁡x,x>0
2log36⁡(216x)=2⋅3+t2=3+t
10+log16⁡x2=10−2t
2t2+313+t≤10−2t

шаг 2.Область допустимых значений

Логарифмы требуют x > 0. Знаменатель не обращается в нуль: 3 + t ≠ 0, то есть t ≠ −3 (иначе x = 1/216).

ОДЗ
x>0
3+t≠0 ⇒ t≠−3

шаг 3.Сводим к рациональному неравенству

Переносим всё влево, приводим к общему знаменателю t + 3 и сворачиваем числитель в полный квадрат.

2t2+31t+3−(10−2t)≤0
2t2+31−(10−2t)(t+3)t+3≤0
4t2−4t+1t+3≤0
(2t−1)2t+3≤0

(10 − 2t)(t + 3) = −2t² + 4t + 30; числитель 2t² + 31 − (−2t² + 4t + 30) = 4t² − 4t + 1 = (2t − 1)².

шаг 4.Метод интервалов в t

Числитель (2t − 1)² ≥ 0 при любом t. Дробь ≤ 0 в двух случаях: числитель равен нулю (t = 1/2 — изолированная точка, дробь = 0) либо знаменатель отрицателен (t < −3). Точка t = −3 выколота по ОДЗ.

−++3−
12
−∞
+∞
t

При t > −3 знаменатель положителен, дробь ≥ 0 (равна нулю только в t = 1/2). При t < −3 знаменатель отрицателен — дробь < 0.

шаг 5.Обратная замена

Возвращаемся к x через t = log₆x. Основание 6 > 1, логарифм возрастает Логарифм 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)log6⁡x<−3
x<6−3
0<x<1216
2)log6⁡x=12
x=61/2=6
ответ0√6
1216
−∞
+∞
x

6⁻³ = 1/216; 6^{1/2} = √6 ≈ 2,45. Первый случай — интервал (0; 1/216), второй — одна точка √6.

ответ

x∈(0;1216)∪{6}