условие

log1−x⁡((3x+1)(1−2x+x2))log3x+1⁡(1−x)≤−1

шаг 1.Область допустимых значений

Под первым логарифмом стоит полный квадрат: 1 − 2x + x² = (1 − x)². Оба основания положительны и не равны единице, оба аргумента положительны, а логарифм в знаменателе не обращается в ноль.

ОДЗ
1−2x+x2=(1−x)2
{1−x>0,1−x≠1(3x+1)(1−x)2>03x+1>0,3x+1≠11−x>0log3x+1⁡(1−x)≠0
{x<1,x≠0x>−13x>−13,x≠0x<1x≠0
x∈(−13;0)∪(0;1)

Квадрат (1 − x)² положителен всюду, кроме x = 1, поэтому условие (3x + 1)(1 − x)² > 0 сводится к 3x + 1 > 0. Логарифм в знаменателе равен нулю только при 1 − x = 1, то есть при x = 0.

шаг 2.Обозначаем логарифм буквой

Числитель — логарифм произведения: он распадается в сумму,Преобразования 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).
причём второе слагаемое — это логарифм основания в квадрате. Знаменатель — величина, обратная первому слагаемому. Обозначим его u.
log1−x⁡((3x+1)(1−x)2)=log1−x⁡(3x+1)+log1−x⁡(1−x)2=
=log1−x⁡(3x+1)+2
log3x+1⁡(1−x)=1log1−x⁡(3x+1)
u=log1−x⁡(3x+1),u≠0
u+21u≤−1
u(u+2)≤−1

На ОДЗ оба множителя 3x + 1 и (1 − x)² положительны, поэтому логарифм произведения раскрывается в сумму без модулей. log_{1−x}(1 − x)² = 2 — это логарифм основания в квадрате. Деление на 1 : u — то же самое, что умножение на u, поэтому дробь сразу превращается в произведение.

шаг 3.Выделяем полный квадрат

Переносим всё в левую часть — получается полный квадрат. Квадрат неотрицателен, поэтому неравенство выполняется только при равенстве нулю.

u2+2u≤−1
u2+2u+1≤0
(u+1)2≤0
u=−1

Квадрат любого числа неотрицателен, поэтому (u + 1)² ≤ 0 возможно только при (u + 1)² = 0.

шаг 4.Обратная замена

Возвращаемся к x: логарифм равен −1, значит аргумент равен основанию в степени −1.

log1−x⁡(3x+1)=−1
3x+1=(1−x)−1
(3x+1)(1−x)=1
−3x2+2x+1=1
3x2−2x=0
x(3x−2)=0
[x=0x=23

Раскрываем скобки: (3x + 1)(1 − x) = −3x² + 2x + 1; после переноса единицы остаётся −3x² + 2x = 0, а умножение на −1 даёт 3x² − 2x = 0. По ОДЗ x ≠ 0, поэтому первый корень посторонний. Проверка x = 2/3: основание 1 − x = 1/3, аргумент 3x + 1 = 3; числитель log_{1/3}(3 · 1/9) = 1, знаменатель log₃(1/3) = −1, дробь равна −1.

ответ

x=23