условие
шаг 1.Область допустимых значений
Выражение 3x + 1 стоит и аргументом логарифма по основанию 2, и основанием двух других логарифмов: оно обязано быть положительным и не равным единице.
Аргументы (3x + 1)², 2 и 4 положительны автоматически — новых ограничений они не дают.
шаг 2.Замена переменной
Обозначим u = log₂(3x + 1). Логарифмы с основанием 3x + 1 взаимно обратны к нему, а чётные степени в аргументах выносятся множителями.
Формула перехода к новому основанию логарифма: log_b a = 1 / log_a b. По ОДЗ 3x + 1 ≠ 1, поэтому u ≠ 0 и обе дроби определены.
шаг 3.Вторая замена
Слагаемые группируются в сумму u + 1/u: её квадрат даёт u² + 1/u² с добавкой 2. Обозначим s = u + 1/u — неравенство сворачивается в полный квадрат.
Квадрат неотрицателен при любом s, поэтому (s − 2)² ≤ 0 выполняется в единственной точке s = 2.
шаг 4.Обратная замена
Из s = 2 находим u, затем возвращаемся к x. Проверяем, что найденная точка лежит в ОДЗ.
Точки −1/3 и 0 выколоты по ОДЗ; ответ — единственная закрашенная точка x = 1/3, она лежит правее нуля и ОДЗ проходит. Проверка: x = 1/3 ⇒ 3x + 1 = 2, значит u = 1 и все четыре слагаемых равны 1, 1, −4, −4; вместе с шестёркой сумма равна нулю ✓.