условие

logx2+3log2x26log4x20

шаг 1.Область допустимых значений

Все три основания положительны и не равны единице. Аргумент 2 положителен сам по себе и ограничений не даёт.

ОДЗ
{x>0,x12x>0,2x14x>0,4x1
{x>0,x1x>0,x0,5x>0,x0,25
x>0,x0,25,x0,5,x1

Выколотые точки 0,25, 0,5 и 1 — это значения, при которых основания 4x, 2x и x обращаются в единицу.

шаг 2.Переворачиваем логарифмы

У всех трёх логарифмов один и тот же аргумент 2, а основания переменные. Переворачиваем каждый логарифмПреобразования 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 logab требует a>0,a1,b>0.
Степень выносим с модулем
Тождество logabn=nlogab верно только при b>0. При чётном показателе b2k определено и для b<0, поэтому обязателен модуль:
logab2k=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 clogab=logabc при чётном c расширяет область: 2logax=logax2 — слева x>0, справа x0. Появляются посторонние корни x<0; держим исходное b>0 или сразу пишем модуль.
Свернуть в один — можно
logaf+logag=loga(fg)
logaflogag=logafg
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, logafg — при fg>0 (в том числе оба множителя отрицательны). Разбивая на logaf±logag, силой требуем f>0,g>0 и теряем эту ветку. Корректно — только с модулями:
loga(fg)=loga|f|+loga|g|
Смена основания — безопасно
logab=logcblogca и logab=1logba — область не меняется (нужно c>0,c1, для второй b1).
Основное тождество
alogab=b(b>0), logaak=k — удобно при потенцировании и записи числа как логарифма (c=logaac).
— тогда двойка становится основанием, а переменная уходит в аргумент.
logx2=1log2x
log2x2=1log22x=11+log2x
log4x2=1log24x=12+log2x

Формула log_a b = 1 : log_b a верна при a, b > 0, a ≠ 1, b ≠ 1 — на ОДЗ все условия выполнены. log₂2x = log₂2 + log₂x = 1 + log₂x, а log₂4x = log₂4 + log₂x = 2 + log₂x.

шаг 3.Делаем замену

Обозначим t = log₂x. Выколотые точки ОДЗ переходят в t ≠ 0, t ≠ −1 и t ≠ −2. Приводим левую часть к одной дроби.

t=log2x,t0,t1,t2
1t+31+t62+t0
(1+t)(2+t)+3t(2+t)6t(1+t)t(1+t)(2+t)0
t2+3t+2+3t2+6t6t26tt(1+t)(2+t)0
2t2+3t+2t(1+t)(2+t)0
2t23t2t(1+t)(2+t)0

Значения x = 1, 0,5 и 0,25 дают t = 0, −1 и −2 — это ровно точки разрыва получившейся дроби. Умножаем обе части на −1 — знак неравенства переворачивается.

шаг 4.Раскладываем числитель

Числитель — квадратный трёхчлен; находим корни через дискриминант и записываем разложение.

D=(3)242(2)=9+16=25
t=3±254=3±54=2=0,5
2t23t2=2(t2)(t+0,5)
2(t2)(t+0,5)t(1+t)(2+t)0

Множитель 2 в скобку не вносим: так корни 2 и −0,5 видны прямо в скобках и совпадают с точками на оси. Положительная двойка на знак дроби не влияет.

шаг 5.Метод интервалов

Корни числителя: −0,5 и 2 — закрашены (нестрогое ≥). Точки разрыва: −2, −1 и 0 — выколоты.

+++210,502
+
t

Пробная точка t = 1 на (0; 2): 2(1 − 2)(1 + 0,5) : (1 · 2 · 3) = −3 : 6 < 0 — знак «−»; через простые корни знаки чередуются. Решение: −2 < t < −1, или −0,5 ≤ t < 0, или t ≥ 2.

шаг 6.Обратная замена

Возвращаемся к x. Логарифм по основанию 2 > 1 возрастает,Логарифм 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).
поэтому неравенства для t переносятся на аргументы без смены знака.
1)2<log2x<1
log222<log2x<log221
0,25<x<0,5
2)0,5log2x<0
log220,5log2x<log21
22x<1
3)log2x2
log2xlog24
x4

Числа −2, −1, −0,5, 0 и 2 записали как логарифмы по основанию 2. Число 2 в степени −0,5 — это 1 : √2; умножив числитель и знаменатель на √2, получаем √2 : 2.

ответ

x(0,25;0,5)[22;1)[4;+)