условие

logx+7⁡(3−xx+1)2≤1−logx+7⁡x+1x−3

шаг 1.Область допустимых значений

У обоих логарифмов одно основание x + 7: оно положительно и не равно единице. Оба аргумента положительны; условие для второго аргумента решаем методом интервалов.

ОДЗ
{x+7>0x+7≠1(3−xx+1)2>0x+1x−3>0⟺{x>−7x≠−6x≠3,x≠−1x+1x−3>0
+−+аргумент1−3
−∞
+∞
x
ОДЗ7−6−1−3
−∞
+∞
x

Пробная точка x = 4 в дроби (x + 1) : (x − 3) даёт 5 : 1 = 5 > 0 — знак «+», дальше знаки чередуются: x < −1 или x > 3. Чётная степень положительна ровно тогда, когда её основание отлично от нуля, поэтому условие с квадратом даёт лишь x ≠ 3 (и x ≠ −1, чтобы дробь была определена) — оно уже внутри x < −1 или x > 3. Итог ОДЗ: x ∈ (−7; −6) ∪ (−6; −1) ∪ (3; +∞).

шаг 2.Сворачиваем логарифмы в один

Переносим второй логарифм влево. На ОДЗ дробь (x − 3)/(x + 1) положительна — это то же условие, что (x + 1)/(x − 3) > 0. Значит логарифм квадрата равен удвоенному логарифмуПреобразования 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).
, а второй аргумент — величина, обратная первому, и его логарифм отличается только знаком.
(3−xx+1)2=(x−3x+1)2
logx+7⁡(x−3x+1)2=2logx+7⁡x−3x+1
logx+7⁡x+1x−3=logx+7⁡(x−3x+1)−1=−logx+7⁡x−3x+1
logx+7⁡(3−xx+1)2+logx+7⁡x+1x−3≤1
2logx+7⁡x−3x+1−logx+7⁡x−3x+1≤1
logx+7⁡x−3x+1≤1

Квадрат не замечает смены знака основания: (3 − x)² = (x − 3)². Общая формула log_a(f²) = 2 · log_a|f|; здесь модуль не нужен, потому что на ОДЗ дробь положительна.

шаг 3.Метод рационализации

Единицу справа записываем как log_{x+7}(x + 7) — тогда обе части становятся логарифмами одного основания. По методу рационализацииМетод рационализации
Если нужен только ЗНАК выражения (например, для метода интервалов), не решаем его напрямую — определяем знак по таблице: знак слева совпадает со знаком справа (на ОДЗ), а правое выражение проще. Третий столбец — ОДЗ.
loga⁡f−loga⁡g(a−1)(f−g)a>0,a≠1,f,g>0af−ag(a−1)(f−g)a>0,a≠1|f|−|g|(f−g)(f+g)любыеf−gf−gf,g≥0
Множитель (a−1) задаёт направление: при a>1 он положителен (знак как у f−g), при 0<a<1 — отрицателен, знак переворачивается.
знак их разности совпадает со знаком произведения (основание − 1) · (аргумент слева − аргумент справа).
logx+7⁡x−3x+1−logx+7⁡(x+7)≤0
((x+7)−1)(x−3x+1−(x+7))≤0
x−3x+1−(x+7)=x−3−(x+1)(x+7)x+1=
=x−3−x2−8x−7x+1=−x2−7x−10x+1
−x2−7x−10=−(x2+7x+10)=−(x+2)(x+5)
−(x+6)(x+2)(x+5)x+1≤0

Проверка по Виета: для x² + 7x + 10 сумма корней должна равняться −7, произведение — 10. У нас −2 + (−5) = −7 и (−2)·(−5) = 10 — оба сходятся. Минус перед произведением оставляем и на −1 неравенство не домножаем: знак определит пробная точка.

шаг 4.Метод интервалов и пересечение с ОДЗ

Корни числителя: −6, −5 и −2 — закрашены (нестрогое ≤). Точка разрыва знаменателя x = −1 выколота. Все точки простые, знак меняется через каждую.

−+−+−неравенство6−5−2−1−
−∞
+∞
x
ОДЗ7−6−1−3
−∞
+∞
x
пересечение7−6−5−2−1−3
−∞
+∞
x

Пробная точка x = 0 на интервале (−1; +∞): −(0 + 6)(0 + 2)(0 + 5) : (0 + 1) = −60 < 0 — знак «−», интервал входит в решение; дальше знаки чередуются. Пересечение с ОДЗ: из (−∞; −6] остаётся только (−7; −6), потому что x = −6 выколото (там основание равно единице); отрезок [−5; −2] сохраняется целиком; из (−1; +∞) остаётся (3; +∞).

ответ

x∈(−7;−6)∪[−5;−2]∪(3;+∞)