условие

logx+8⁡(x2−3x−4)<2log(4−x)2⁡|x−4|

шаг 1.Правая часть

Основание справа — точный квадрат: (4 − x)² = (x − 4)² = |x − 4|². Чётный показатель степени выносится с модулемПреобразования 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 loga⁡b требует a>0,a≠1,b>0.
Степень выносим с модулем
Тождество loga⁡bn=nloga⁡b верно только при b>0. При чётном показателе b2k определено и для b<0, поэтому обязателен модуль:
loga⁡b2k=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 cloga⁡b=loga⁡bc при чётном c расширяет область: 2loga⁡x=loga⁡x2 — слева x>0, справа x≠0. Появляются посторонние корни x<0; держим исходное b>0 или сразу пишем модуль.
Свернуть в один — можно
loga⁡f+loga⁡g=loga⁡(fg)
loga⁡f−loga⁡g=loga⁡fg
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, loga⁡fg — при fg>0 (в том числе оба множителя отрицательны). Разбивая на loga⁡f±loga⁡g, силой требуем f>0,g>0 и теряем эту ветку. Корректно — только с модулями:
loga⁡(fg)=loga⁡|f|+loga⁡|g|
Смена основания — безопасно
loga⁡b=logc⁡blogc⁡a и loga⁡b=1logb⁡a — область не меняется (нужно c>0,c≠1, для второй b≠1).
Основное тождество
aloga⁡b=b(b>0), loga⁡ak=k — удобно при потенцировании и записи числа как логарифма (c=loga⁡ac).
, и логарифм числа по квадрату этого же числа равен одной второй. Вся правая часть равна единице.
(4−x)2=(x−4)2=|x−4|2
2log|x−4|2⁡|x−4|=2⋅12log|x−4|⁡|x−4|=1
logx+8⁡(x2−3x−4)<1

log_{b²} b = ln b / (2 ln b) = 1/2. Преобразование законно, пока |x − 4| > 0 и |x − 4| ≠ 1; эти условия уйдут в ограничение ④.

шаг 2.Метод рационализации

Единицу справа записываем логарифмом по тому же основанию — теперь обе части однотипны, и работает метод 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.
loga⁡f−loga⁡g(a−1)(f−g)a>0,a≠1,f,g>0af−ag(a−1)(f−g)a>0,a≠1|f|−|g|(f−g)(f+g)любыеf−gf−gf,g≥0
Множитель (a−1) задаёт направление: при a>1 он положителен (знак как у f−g), при 0<a<1 — отрицателен, знак переворачивается.
: logₐ f − logₐ g имеет тот же знак, что (a − 1)(f − g). Замена сохраняет знак только на ОДЗ, поэтому неравенство сразу переходит в равносильную систему: рационализированное неравенство ① и ограничения ②, ③ и ④.
1=logx+8⁡(x+8)
{((x+8)−1)((x2−3x−4)−(x+8))<01x+8>0,x+8≠12x2−3x−4>03|x−4|>0,|x−4|≠14

Условия ② и ③ — ОДЗ левого логарифма: основание положительно и не равно единице, аргумент положителен. Условие ④ — ОДЗ правого логарифма, того самого, который мы свернули в единицу.

шаг 3.Неравенство ①

Приводим подобные во второй скобке и раскладываем квадратный трёхчлен по теореме Виета.

1(x+7)(x2−4x−12)<0
(x+7)(x−6)(x+2)<0
−+−+①7−2−6
−∞
+∞
x

Проверка по Виета: для x² − 4x − 12 сумма корней должна равняться 4, произведение — −12. У нас 6 + (−2) = 4 и 6 · (−2) = −12 — оба сходятся. Все три корня выколоты (строгое <). Пробная точка x = 0 на интервале (−2; 6): (0 + 7)(0 − 6)(0 + 2) = 7 · (−6) · 2 = −84 < 0 — знак «−»; корни нечётной кратности, знаки чередуются. Решение ①: (−∞; −7) ∪ (−2; 6).

шаг 4.Ограничение ②

Основание левого логарифма положительно и не равно единице.

2x+8>0,x+8≠1
x>−8,x≠−7
②8−7−
−∞
+∞
x

Точка x = −7 выколота: там основание x + 8 обращается в единицу. Решение ②: (−8; −7) ∪ (−7; +∞).

шаг 5.Ограничение ③

Аргумент левого логарифма положителен.

3x2−3x−4>0
(x−4)(x+1)>0
+−+③1−4
−∞
+∞
x

Проверка по Виета: для x² − 3x − 4 сумма корней должна равняться 3, произведение — −4. У нас 4 + (−1) = 3 и 4 · (−1) = −4 — оба сходятся. Парабола ветвями вверх, корни выколоты (строгое >): трёхчлен положителен вне корней. Решение ③: (−∞; −1) ∪ (4; +∞).

шаг 6.Ограничение ④

Основание правого логарифма положительно и не равно единице.

4|x−4|>0,|x−4|≠1
x≠4,x−4≠±1
x≠3,x≠4,x≠5
④345
−∞
+∞
x

Модуль обращается в ноль при x = 4 и в единицу при x = 3 и x = 5 — все три точки выколоты. Решение ④: вся ось, кроме точек 3, 4 и 5.

шаг 7.Пересечение

Сводим четыре оси в одну. Ограничение ② обрезает левый луч по x = −8, ограничение ③ разрывает интервал (−2; 6) на (−2; −1) и (4; 6), а ограничение ④ выкалывает внутри правого куска точку 5.

①7−2−6
−∞
+∞
x
②8−7−
−∞
+∞
x
③1−4
−∞
+∞
x
④345
−∞
+∞
x
пересечение8−7−2−1−456
−∞
+∞
x

Точка x = 3 из ограничения ④ до итога не доходит — она и так вне ③. Проверка: x = −1,5 ⇒ log₆,₅ 2,75 ≈ 0,54 < 1 ✓. Проверка: x = 4,5 ⇒ log₁₂,₅ 2,75 ≈ 0,40 < 1 ✓. Проверка: x = 7 ⇒ log₁₅ 24 ≈ 1,17 > 1 — точка не подходит, и в ответ она не входит ✓.

ответ

x∈(−8;−7)∪(−2;−1)∪(4;5)∪(5;6)