условие

logx−1⁡x+2⋅log3⁡(x2−2x+1)≥log9⁡(10−x)

шаг 1.Область допустимых значений

Основание первого логарифма положительно и не равно единице, все три аргумента положительны. Условие x > 1 сразу поглощает и x > −2, и x ≠ 1.

ОДЗ
{x−1>0x−1≠1x+2>0(x−1)2>010−x>0⟺{x>1x≠2x>−2x≠1x<10
1<x<10,x≠2

Аргумент второго логарифма — полный квадрат: x² − 2x + 1 = (x − 1)². Чётная степень (x − 1)² неотрицательна при любом x и обращается в ноль лишь при x = 1, поэтому (x − 1)² > 0 равносильно x ≠ 1. Основание логарифма не может равняться единице: x − 1 ≠ 1 даёт x ≠ 2.

шаг 2.Упрощаем логарифмы

Выносим показатели из-под логарифмов и приводим правую часть 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).
. Чётный показатель выносится с модулем, но на ОДЗ x − 1 > 0, поэтому |x − 1| = x − 1.
logx−1⁡x+2=12logx−1⁡(x+2)
log3⁡(x−1)2=2log3⁡|x−1|=2log3⁡(x−1)
log9⁡(10−x)=12log3⁡(10−x)
12logx−1⁡(x+2)⋅2log3⁡(x−1)≥12log3⁡(10−x)
logx−1⁡(x+2)⋅log3⁡(x−1)≥12log3⁡(10−x)

Корень под логарифмом: log_a√B = ½·log_aB, потому что √B = B^{1/2}. Основание 9 = 3², поэтому log₉A = log₃A : log₃9 = ½·log₃A.

шаг 3.Переводим левую часть в основание 3

По формуле перехода к новому основанию первый логарифм становится дробью с log₃(x − 1) в знаменателе, и этот множитель сокращается.

logx−1⁡(x+2)=log3⁡(x+2)log3⁡(x−1)
log3⁡(x+2)log3⁡(x−1)⋅log3⁡(x−1)=log3⁡(x+2)
log3⁡(x+2)≥12log3⁡(10−x)

Сокращение log₃(x − 1) допустимо: x ≠ 2 уже исключено ОДЗ, значит x − 1 ≠ 1 и log₃(x − 1) ≠ 0 — делитель не равен нулю, решений не теряем.

шаг 4.Снимаем логарифм

Половину вносим обратно под логарифм: ½·log₃(10 − x) = log₃√(10 − x). Основание 3 больше единицы, 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).
— знак неравенства сохраняется.
12log3⁡(10−x)=log3⁡10−x
log3⁡(x+2)≥log3⁡10−x
x+2≥10−x

Внесение множителя ½ под знак логарифма законно: на ОДЗ 10 − x > 0, посторонние значения не появляются.

шаг 5.Возводим в квадрат

На ОДЗ x > 1, поэтому левая часть x + 2 > 3 положительна, а справа стоит арифметический корень. Обе части неотрицательны — возведение в квадрат равносильно.

(x+2)2≥10−x
x2+4x+4≥10−x
x2+5x−6≥0
(x+6)(x−1)≥0
+−+6−1
−∞
+∞
x

По теореме Виета для x² + 5x − 6 = 0: сумма корней должна равняться −5, произведение — −6. Подбираем −6 и 1, отсюда x² + 5x − 6 = (x + 6)(x − 1). Пробная точка x = 0: (0 + 6)(0 − 1) = −6 < 0 — знак «−» в среднем интервале, чередование «+, −, +». Обе точки закрашены (нестрогое ≥).

шаг 6.Пересечение с ОДЗ

Пересекаем найденное множество с ОДЗ. Луч x ≤ −6 в ОДЗ не попадает, а условие x ≥ 1 на всей ОДЗ выполнено — остаётся сама ОДЗ.

неравенство6−1
−∞
+∞
x
ОДЗ1210
−∞
+∞
x
ответ1210
−∞
+∞
x

На оси неравенства точка x = 1 закрашена, но ОДЗ её выкалывает: основание логарифма x − 1 должно быть строго положительным. Точка x = 2 выколота — при ней основание равно единице; точка x = 10 выколота, там 10 − x = 0.

ответ

x∈(1;2)∪(2;10)