условие

2log2(x)<log2x23

шаг 1.Область допустимых значений

Аргументы обоих логарифмов положительны, подкоренное выражение слева неотрицательно.

ОДЗ
{x>0x2>0log2(x)0
log2(x)0
log2(x)log21
x1
x1
{x<0x0x1x1

Второй логарифм требует √(x²) > 0, то есть x ≠ 0. Оба первых условия поглощаются более сильным x ≤ −1.

шаг 2.Упрощаем правую часть

Корень из квадрата равен модулю, а на ОДЗ переменная отрицательна, поэтому |x| = −x. Оба логарифма оказываются одинаковыми.

x2=|x|=x
log2x2=log2(x)
2log2(x)<log2(x)3

Формула √(a²) = |a|. Минус перед x берётся из ОДЗ: при x ≤ −1 модуль раскрывается со сменой знака.

шаг 3.Делаем замену

Логарифм log₂(−x) встречается дважды — обозначим его буквой t. Из ОДЗ следует t ≥ 0.

t=log2(x),t0
2t<t3

шаг 4.Решаем неравенство в t

Левая часть неотрицательна, поэтому правая обязана быть строго положительной. При t > 3 обе части положительны, и возведение в квадрат равносильно.

t3>0t>3
4t<(t3)2
4t<t26t+9
t210t+9>0
(t1)(t9)>0
++неравенство19
+
t
условие3
+
t
пересечение9
+
t

По теореме Виета для t² − 10t + 9 сумма корней должна равняться 10, произведение — 9. Подбираем 1 и 9 — оба сходятся. Пробная точка t = 0: (0 − 1)(0 − 9) = (−1)·(−9) = 9 > 0 — знак «+» на левом интервале, чередование «+, −, +». Обе точки выколоты (строгое >). Условие t > 3 целиком отсекает интервал (−∞; 1); условие ОДЗ t ≥ 0 после этого выполняется автоматически.

шаг 5.Обратная замена

Подставляем t = log₂(−x). Основание 2 > 1, логарифм возрастаетЛогарифм и знак неравенства
Функция y=logax монотонна при x>0. При a > 1 возрастает, при 0 < a < 1 убывает.
Снятие логарифма (обе части — логарифмы одного основания):
· при a > 1: logaAlogaBAB (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: знак переворачивается, logaAlogaBAB.
Число c превращаем в логарифм того же основания: c=logaac — тогда сравниваем аргументы (не забывая A>0).
— знак неравенства сохраняется.
log2(x)>9
log2(x)>log229
x>512
x<512
ответ512
+
x

2⁹ = 512. При умножении неравенства −x > 512 на −1 знак переворачивается: x < −512. Вся полупрямая лежит в ОДЗ x ≤ −1, поэтому ничего не отсекается.

ответ

x(;512)