условие
шаг 1.Взаимно обратные логарифмы
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 требует .
Тождество верно только при . При чётном показателе определено и для , поэтому обязателен модуль:
Обратный ход при чётном расширяет область: — слева , справа . Появляются посторонние корни ; держим исходное или сразу пишем модуль.
ОДЗ уже требует и — держим его, свёртка ничего лишнего не вносит.
определён при , — при (в том числе оба множителя отрицательны). Разбивая на , силой требуем и теряем эту ветку. Корректно — только с модулями:
и — область не меняется (нужно , для второй ).
, — удобно при потенцировании и записи числа как логарифма ().
Формула перехода к новому основанию: log_b a = 1/log_a b. Проверка по Виета: для x² − 5x + 4 сумма корней должна равняться 5, произведение — 4. У нас 1 + 4 = 5 и 1 · 4 = 4 — оба сходятся.
шаг 2.Метод рационализации
Здесь основание f = 5 − x, аргумент g = x. Выражение x работает и аргументом первого логарифма, и основанием второго, поэтому обязано быть положительным и не равным единице — это ②. То же для 5 − x — это ③. Условие log_{5−x}x ≠ 0 отдельной строкой не пишем: это ровно точки разрыва дроби ①.
шаг 3.Неравенство ①
В знаменателе 4 − x = −(x − 4): числитель и знаменатель — одно и то же произведение, отличающееся только знаком. Точки разрыва знаменателя: 1 и 4. Каждая из них стоит и в числителе, и в знаменателе — корень суммарно чётной кратности: выколота по ОДЗ, петелька, знак через неё не меняется.
шаг 4.Ограничение ②
Условие ② — выражение x положительно и не равно единице.
Точка x = 1 выколота: там x становится основанием, равным единице, и логарифм не определён. Знак самого x через неё не меняется. Решение ②: (0; 1) ∪ (1; +∞).
шаг 5.Ограничение ③
Условие ③ — выражение 5 − x положительно и не равно единице.
Точка x = 4 выколота: там 5 − x обращается в единицу. Знак самого выражения 5 − x через неё не меняется. Решение ③: (−∞; 4) ∪ (4; 5).
шаг 6.Пересечение
Сводим три оси в одну. Неравенство ① выполняется всюду, где дробь определена, поэтому ответ совпадает с ОДЗ: ограничения ② и ③ оставляют интервал (0; 5) и вырезают из него точки 1 и 4.