условие

log5⁡x+logx⁡x3≤log5⁡x⋅(2−log3⁡x)log3⁡x

шаг 1.Область допустимых значений

Все логарифмы требуют x > 0. Основание log_x(x/3) не равно 1, а log₃x в знаменателе не равен нулю — оба дают x ≠ 1.

ОДЗ
x>0,x≠1

шаг 2.Сводим к одной дроби

По формуле перехода 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).
раскрываем log_x(x/3), переносим всё влево и группируем слагаемые с log₅x.
logx⁡x3=1−logx⁡3=1−1log3⁡x
log5⁡x+1−1log3⁡x−log5⁡x(2−log3⁡x)log3⁡x≤0
2log5⁡x⋅log3⁡x−1log3⁡x+log3⁡x−1log3⁡x≤0
(2log5⁡x+1)⋅log3⁡x−1log3⁡x≤0

log₅x − log₅x·(2 − log₃x)/log₃x = log₅x·(2log₃x − 2)/log₃x = 2log₅x·(log₃x − 1)/log₃x; константа 1 − 1/log₃x = (log₃x − 1)/log₃x.

шаг 3.Метод интервалов в x

Приравниваем каждый множитель к нулю: нули числителя x = 1/√5 и x = 3 закрашены (нестрогое ≤), нуль знаменателя x = 1 выколот.

2log5⁡x+1=0⇒log5⁡x=−12⇒x=15
log3⁡x−1=0⇒x=3
log3⁡x=0⇒x=1
−+−+13
1√5
−∞
+∞
x

Пробная точка x = 2: (2log₅2 + 1) > 0, (log₃2 − 1) < 0, log₃2 > 0 → произведение < 0 ✓. Решение: 0 < x ≤ 1/√5 или 1 < x ≤ 3.

ответ

x∈(0;15]∪(1;3]