условие
шаг 1.Метод рационализации
Единица — это логарифм основания по самому себе: 1 = logₐ a. Ограничения ② и ③ — это ОДЗ: основание положительно и не равно единице, аргумент положителен.
шаг 2.Неравенство ①
Вычисляем обе скобки, вторую предварительно приводим к общему знаменателю. Затем домножаем неравенство на положительное произведение знаменателей — знак сохраняется, дроби уходят. Оба множителя раскладываем на линейные. Корни −3, −1, 3 и 17 выколоты (неравенство строгое).
В каждом множителе выносим минус: 9 − x² = −(x² − 9) и −x² + 16x + 17 = −(x² − 16x − 17); два минуса дают плюс, знак неравенства не меняется. По теореме Виета для x² − 16x − 17 = 0 сумма корней должна равняться 16, произведение — −17. Подбираем 17 и −1, отсюда x² − 16x − 17 = (x − 17)(x + 1). Пробная точка x = 0: (0 − 3)(0 + 3)(0 − 17)(0 + 1) = 153 > 0 — знак «+» на интервале (−1; 3), через простые корни знаки чередуются. Решение ①: (−∞; −3) ∪ (−1; 3) ∪ (17; +∞).
шаг 3.Ограничение ②
Условие ② — основание логарифма положительно и не равно единице. Домножаем обе части на 16, знак сохраняется. Точки, где основание равно единице, выкалываем.
Пробная точка x = 0: (5 − 0)(5 + 0) = 25 > 0 — знак «+» на интервале (−5; 5), парабола ветвями вниз положительна между корнями. Точки x = −3 и x = 3 выколоты условием «основание ≠ 1», знак выражения через них не меняется — поэтому слева и справа от них стоит один и тот же плюс. Решение ②: (−5; −3) ∪ (−3; 3) ∪ (3; 5).
шаг 4.Ограничение ③
Условие ③ — аргумент логарифма положителен. Домножаем на 14 и переносим всё в часть с положительным старшим коэффициентом.
Знак поменялся не из-за переноса слагаемых, а из-за умножения на −1: 24 + 2x − x² > 0 ⟺ x² − 2x − 24 < 0. По теореме Виета для x² − 2x − 24 = 0 сумма корней должна равняться 2, произведение — −24. Подбираем 6 и −4, отсюда x² − 2x − 24 = (x − 6)(x + 4). Пробная точка x = 0: (0 − 6)(0 + 4) = −24 < 0 — знак «−» на интервале (−4; 6). Решение ③: (−4; 6).
шаг 5.Пересечение
Сводим три оси в одну. Ограничение ② обрезает решение ① слева и справа (интервал (17; +∞) выпадает целиком, левый луч — до −5), ограничение ③ поднимает левую границу до −4.
Все границы выколоты: −3, −1 и 3 — по строгому неравенству ①, −4 — по ограничению ③.