условие

log0,52⁡x+4log2⁡x<2⋅(4−log16⁡x4)

шаг 1.Приводим логарифмы к основанию 2

Во всех трёх логарифмах стоит одна и та же переменная — переводим их к основанию 2 по формуле перехода к новому основаниюПреобразования 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).
.
log0,5⁡x=log2⁡xlog2⁡0,5=log2⁡x−1=−log2⁡x
log0,52⁡x=(−log2⁡x)2=log22⁡x
4log2⁡x=4⋅12log2⁡x=2log2⁡x
log16⁡x4=4log16⁡x=4⋅log2⁡xlog2⁡16=log2⁡x
log22⁡x+2log2⁡x<2⋅(4−log2⁡x)

Формула перехода: log_a b = log₂b / log₂a. Здесь log₂0,5 = −1 и log₂16 = 4. Показатели степени выносятся из-под знака логарифма при положительном аргументе: √x и x⁴ положительны ровно при x > 0, где исходные логарифмы и определены.

шаг 2.Делаем замену

Переменная входит в неравенство только через log₂x — обозначим этот логарифм буквой t.

t=log2⁡x
t2+2t<2⋅(4−t)

шаг 3.Область допустимых значений

Логарифмы определены при x > 0, подкоренное выражение неотрицательно.

ОДЗ
{x>0t2+2t≥0
t2+2t≥0
t(t+2)≥0
+−+ОДЗ2−0
−∞
+∞
t

Пробная точка t = 1: 1·(1 + 2) = 3 > 0 — знак «+» на правом интервале, чередование «+, −, +». Оба корня закрашены (нестрогое ≥). Условие x > 0 отдельного ограничения на t не даёт: логарифм t = log₂x пробегает все значения именно при x > 0.

шаг 4.Решаем неравенство в t

Слева стоит арифметический корень, поэтому правая часть обязана быть строго положительной. При t < 4 обе части неотрицательны, и возведение в квадрат равносильно.

2⋅(4−t)>0⟺t<4
t2+2t<2(4−t)2
t2+2t<2(16−8t+t2)
t2+2t<32−16t+2t2
0<t2−18t+32
t2−18t+32>0
(t−2)(t−16)>0
+−+неравенство216
−∞
+∞
t
условие4
−∞
+∞
t
ОДЗ2−0
−∞
+∞
t
пересечение2−02
−∞
+∞
t

Знак «<» сменился на «>» не из-за умножения на −1, а потому что мы поменяли стороны местами: A < B ⟺ B > A. Слагаемые перенесены со своими знаками. По теореме Виета для t² − 18t + 32 сумма корней должна равняться 18, произведение — 32. Подбираем 2 и 16 — оба сходятся. Пробная точка t = 0: (0 − 2)(0 − 16) = 32 > 0 — знак «+» на левом интервале, чередование «+, −, +». Обе точки выколоты (строгое >). Условие t < 4 целиком отсекает луч (16; +∞), а ОДЗ убирает интервал (−2; 0). Остаётся t ≤ −2 и 0 ≤ t < 2.

шаг 5.Обратная замена

Подставляем t = log₂x. Основание 2 > 1, 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).
— знаки неравенств сохраняются.
log2⁡x≤−2⟺0<x≤2−2
2−2=14=0,25
0≤log2⁡x<2⟺20≤x<22
20=1,22=4
ответ00,2514
−∞
+∞
x

Точка x = 0 выколота — левее неё логарифмов просто нет. Границы 0,25 и 1 закрашены (в t неравенства нестрогие), правая граница 4 выколота строгим неравенством.

ответ

x∈(0;0,25]∪[1;4)