условие

log2⁡(x2−4x+3)>log12⁡2x2−4x+x+1+1+1

шаг 1.Область допустимых значений

Подкоренные выражения неотрицательны, аргументы обоих логарифмов положительны.

ОДЗ
{x2−4x≥0x+1≥0x2−4x+3>02x2−4x+x+1+1>0
x2−4x+3≥3>0
x2−4x+x+1+1≥1>0
x2−4x≥0⟺x(x−4)≥0
x+1≥0⟺x≥−1
+−+условие 104
−∞
+∞
x
условие 21−
−∞
+∞
x
ОДЗ1−04
−∞
+∞
x

Оба аргумента логарифмов положительны автоматически: первый не меньше 3, а знаменатель дроби во втором не меньше 1, поэтому сама дробь положительна. Пробная точка x = 1 для x(x − 4): 1 · (1 − 4) = −3 < 0 — знак «−» на интервале (0; 4), корни 0 и 4 закрашены (нестрогое ≥). ОДЗ: [−1; 0] ∪ [4; +∞).

шаг 2.Вводим обозначения

Оба корня встречаются в неравенстве по нескольку раз — обозначим их буквами. По определению арифметического корня a ≥ 0 и b ≥ 0.

a=x2−4x≥0,b=x+1≥0
log2⁡(a+3)>log12⁡2a+b+1+1

Обозначения нужны только для компактности записи: возвращаться к x будем на последнем шаге.

шаг 3.Приводим правую часть к основанию 2

Логарифм по основанию 1/2 переворачивается в логарифм по основанию 2 со знаком минус, а минус вносим внутрь, перевернув дробь. Дальше раскрываем логарифм частного.

log12⁡2a+b+1=−log2⁡2a+b+1=
=log2⁡a+b+12=log2⁡(a+b+1)−log2⁡2=
=log2⁡(a+b+1)−1
log2⁡(a+3)>log2⁡(a+b+1)−1+1
log2⁡(a+3)>log2⁡(a+b+1)

Использованы свойства логарифма: log_{1/a}t = −logₐt. logₐ(p/q) = logₐp − logₐq. log₂2 = 1, поэтому «−1» и «+1» в правой части взаимно уничтожаются.

шаг 4.Снимаем логарифм

Обе части — логарифмы с основанием 2 > 1, такая функция 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).
, поэтому знак неравенства между аргументами сохраняется.
a+3>a+b+1
3>b+1
b<2
x+1<2
x+1<4
x<3

Слагаемое a стоит и слева, и справа — оно сокращается, поэтому корень √(x² − 4x) на ответ не влияет. Возведение в квадрат равносильно: обе части неравенства √(x + 1) < 2 неотрицательны, а условие x + 1 ≥ 0 уже есть в ОДЗ.

шаг 5.Пересечение с ОДЗ

Полученное условие x < 3 пересекаем с ОДЗ.

неравенство3
−∞
+∞
x
ОДЗ1−04
−∞
+∞
x
ответ1−0
−∞
+∞
x

Второй кусок ОДЗ [4; +∞) целиком лежит правее тройки и полностью отсекается условием x < 3. Обе границы ответа закрашены: они пришли из ОДЗ, где неравенства нестрогие.

ответ

x∈[−1;0]