условие

0,5logx2(x210x+25)+log5x(x2+7x10)3

шаг 1.Область допустимых значений

Оба основания положительны и не равны единице, оба аргумента положительны. Сначала раскладываем оба аргумента: первый — полный квадрат, второй — произведение.

ОДЗ
x210x+25=(x5)2
(x5)2>0x5
x2+7x10=(x27x+10)=
=(x2)(x5)=(x2)(5x)
{x2>0x21x210x+25>05x>05x1x2+7x10>0{x>2x3x5x<5x4(x2)(5x)>0
{2<x<5x3x4
+аргумент25
+
x
ОДЗ2345
+
x

Корни x² − 7x + 10 ловятся устно: по теореме Виета их сумма равна 7, а произведение равно 10 — подходят 2 и 5. Пробная точка x = 3 в произведении (x − 2)(5 − x): 1 · 2 = 2 > 0 — знак «+», решение лежит между корнями. Условие x ≠ 5 уже внутри x < 5. Выколотые точки 3 и 4 — там основания x − 2 и 5 − x обращаются в единицу.

шаг 2.Упрощаем оба логарифма

Первый аргумент — полный квадрат, поэтому логарифм равен удвоенному логарифму модуляПреобразования 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).
, а на ОДЗ x < 5 и |x − 5| = 5 − x. Второй аргумент раскладывается в произведение, и логарифм произведения — сумма логарифмов.
0,5logx2(x5)2=0,52logx2|x5|=
=logx2(5x)
log5x((x2)(5x))=log5x(x2)+log5x(5x)=
=log5x(x2)+1
logx2(5x)+log5x(x2)+13
logx2(5x)+log5x(x2)2

Логарифм основания по самому себе равен единице: log_{5−x}(5 − x) = 1.

шаг 3.Замена переменной

Два оставшихся логарифма — взаимно обратные: у них поменялись местами основание и аргумент. По формуле перехода к новому основанию второй равен единице, делённой на первый. Обозначаем первый логарифм через t = log_{x−2}(5 − x).

log5x(x2)=1logx2(5x)=1t
t+1t2

Деление на t законно: t = 0 означало бы 5 − x = 1, то есть x = 4, а это значение исключено ОДЗ.

шаг 4.Решаем неравенство в t

Переносим 2 влево и сводим к одной дроби; числитель сворачивается в полный квадрат. Корень числителя t = 1 имеет чётную кратность: петелька, знак через него не меняется, а сам он закрашен (нестрогое ≥). Точка разрыва знаменателя t = 0 выколота.

t+1t20
t2+12tt0
(t1)2t0
++01
+
t
Пробная точка t = 2: числитель (2 − 1)² = 1 > 0, знаменатель 2 > 0 — дробь положительна, знак «+». Слева от нуля числитель по-прежнему положителен, а знаменатель отрицателен, поэтому там знак «−». Решение: t > 0.Петелька при чётной кратности
Возникает, когда корень выражения повторяется чётное количество раз.
Внутри петельки знак НЕ ставится.
Петелька показывает 0 функции и может быть только закрашенной или выколотой. Знака внутри петли быть не может, т.к. у нуля знака нет.
> 0
+ +
(;a)(a;+)
≥ 0
+ +
(;+)
< 0
+ +
≤ 0
+ +
{a}
Флаг или петелька означают «через эту точку знак выражения не меняется» — слева и справа от петли знаки одинаковые.
При знаках ≤/≥ значение петельки может быть выколото по ОДЗ.

шаг 5.Обратная замена

Условие t > 0 означает log_{x−2}(5 − x) > 0. 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.
logaflogag(a1)(fg)a>0,a1,f,g>0afag(a1)(fg)a>0,a1|f||g|(fg)(f+g)любыеfgfgf,g0
Множитель (a1) задаёт направление: при a>1 он положителен (знак как у fg), при 0<a<1 — отрицателен, знак переворачивается.
знак логарифма совпадает со знаком произведения (основание − 1) · (аргумент − 1).
logx2(5x)>0
((x2)1)((5x)1)>0
(x3)(4x)>0
+34
+
x

Пробная точка x = 3,5: (3,5 − 3)(4 − 3,5) = 0,5 · 0,5 = 0,25 > 0 — знак «+», решением строгого неравенства служит интервал (3; 4). Он целиком лежит в ОДЗ 2 < x < 5, а выколотые точки 3 и 4 — как раз его концы, поэтому пересечение с ОДЗ ничего не отнимает.

ответ

x(3;4)