условие

log5x55+log(x1)21252

шаг 1.Область допустимых значений

Основания 5x − 5 и (x − 1)² положительны и не равны единице. Аргументы 5 и 125 положительны при любом x, отдельных условий для них нет.

ОДЗ
5x5>0x>1
5x51x1,2
(x1)21x2
{x>1x1,2x2

Условие (x − 1)² > 0 убирает только x = 1, а оно уже исключено требованием x > 1. Точки x = 1,2 и x = 2 выколоты: там основания обращаются в единицу.

шаг 2.Замена p = log₅(x − 1)

Так как 5x − 5 = 5(x − 1), а 125 = 5³, оба логарифма выражаются через одну величину p = log₅(x − 1).

log5x55=1log5(5(x1))=11+p
log(x1)2125=log5125log5(x1)2=32p

Формула перехода к новому основанию: log_b a = log₅a : log₅b. log₅(5(x − 1)) = 1 + log₅(x − 1) = 1 + p, а log₅(x − 1)² = 2p. По ОДЗ p ≠ −1 (это x = 1,2) и p ≠ 0 (это x = 2).

шаг 3.Сводим к рациональному неравенству

Подставляем найденные выражения, переносим 2 влево и приводим к общему знаменателю 2p(1 + p).

11+p+32p2
2p+3(1+p)4p(1+p)2p(1+p)0
2p+3+3p4p4p22p(1+p)0
4p2+p+32p(1+p)0
4p2+p+3=0
D=124(4)3=1+48=49
p=1±492(4)=1±78=0,75=1
4p2+p+3=4(p+0,75)(p1)
4(p+0,75)(p1)2p(p+1)0

Старший коэффициент числителя отрицательный — считаем дискриминант сразу с ним, знаменатель формулы корней равен 2a = −8. Множитель −4 из скобок не выносим: метод интервалов работает и с ним, знак определит пробная точка.

шаг 4.Метод интервалов в p

Корни числителя: p = −0,75 и p = 1 — закрашены (нестрогое ≥). Точки разрыва знаменателя: p = −1 и p = 0 — выколоты. Все четыре точки простые, знак меняется через каждую.

++10,7501
+
p

Пробная точка p = 0,5 на интервале (0; 1): числитель −4 · (0,5 + 0,75) · (0,5 − 1) = −4 · 1,25 · (−0,5) = 2,5 > 0, знаменатель 2 · 0,5 · 1,5 = 1,5 > 0 — дробь положительна, знак «+». Решением ≥ 0 будут интервалы со знаком «+»: −1 < p ≤ −0,75 и 0 < p ≤ 1.

шаг 5.Обратная замена

Из p = log₅(x − 1) следует x − 1 = 5ᵖ. Основание 5 больше единицы, показательная функция возрастаетЛогарифм 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 границы промежутков переносятся без изменения знаков.
1<p0,7515<x150,75
1,2<x1+11254
0<p11<x15
2<x6

Степень 5^{−0,75} — это единица, делённая на ⁴√125 ≈ 3,344, то есть примерно 0,299; верхняя граница первого промежутка ≈ 1,299. Концы x = 1,2 (это p = −1) и x = 2 (это p = 0) выколоты по ОДЗ.

ответ

x(1,2;1+11254](2;6]