условие

1logx30,5logx2(x+5)+log0,5(x+5)logx2(x3)

шаг 1.Группируем логарифмы

Обратная величина логарифма — логарифм с переставленными основанием и аргументом. Переносим логарифмы с основанием x − 2 вправо и сворачиваем каждую пару в логарифм произведения.

1logx30,5=log0,5(x3)
log0,5(x3)+log0,5(x+5)logx2(x+5)+logx2(x3)
log0,5((x3)(x+5))logx2((x3)(x+5))

Формула перехода к новому основанию логарифма: 1 / log_a b = log_b a. Сумма логарифмов по одному основанию — логарифм произведения.

шаг 2.Переходим к основанию 2

Обозначим P = (x − 3)(x + 5) и переведём оба логарифма к основанию 2. Слева получается −log₂P, справа — дробь; переносим всё влево и выносим общий множитель.

P=(x3)(x+5)
log0,5P=log2P,logx2P=log2Plog2(x2)
log2Plog2Plog2(x2)0
log2Plog2(x2)+1log2(x2)0
log2Plog2(2(x2))log2(x2)0

log₂(x − 2) + 1 = log₂(x − 2) + log₂ 2 = log₂(2(x − 2)) = log₂(2x − 4). Умножение обеих частей на −1 переворачивает знак: «≥» становится «≤».

шаг 3.Метод рационализации

Знак каждого логарифма по основанию 2 определяем методом 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.
: log₂ f имеет тот же знак, что f − 1. Знак дроби — знак произведения числителя и знаменателя. Замена сохраняет знак только на ОДЗ, поэтому неравенство сразу переходит в равносильную систему: рационализированное неравенство ① и ограничения ② и ③.
P1=(x3)(x+5)1=x2+2x16
(2x4)1=2x5,(x2)1=x3
{(x2+2x16)(2x5)x301x3>0,x312x2>0,x21,x+5>03

Условие ② — основание x − 3 исходного логарифма положительно и не равно единице. Условие ③ — то же для основания x − 2 плюс положительность аргумента x + 5.

шаг 4.Неравенство ①

Раскладываем квадратный трёхчлен через дискриминант.

D=224(16)=4+64=68
x=2±682=2±2172=171=117
1(x+1+17)(x+117)(2x5)x30
+++−1−√172,53√17−1
+
x

Корни числителя закрашены (нестрогое ≤), точка разрыва x = 3 выколота. Пробная точка x = 0 на интервале (−1 − √17; 2,5): (0 + 0 − 16)(0 − 5)/(0 − 3) = 80/(−3) ≈ −26,7 < 0 — знак «−»; все корни нечётной кратности, знаки чередуются. Решение ①: [−1 − √17; 2,5] ∪ (3; √17 − 1].

шаг 5.Ограничения ② и ③

Основания обоих исходных логарифмов положительны и не равны единице, аргумент x + 5 положителен.

2x3>0,x31
x>3,x4
3x2>0,x21
x>2,x3,x>5
34
+
x
23
+
x

Условие x > −5 слабее остальных и в итог не попадает. Решение ②: (3; 4) ∪ (4; +∞). Решение ③: (2; 3) ∪ (3; +∞).

шаг 6.Пересечение

Сводим три оси в одну. Ограничения оставляют только правее тройки, поэтому отрезок [−1 − √17; 2,5] целиком выпадает, а от второго куска остаётся ровно он сам.

−1−√172,53√17−1
+
x
34
+
x
23
+
x
пересечение3√17−1
+
x

Точка x = 4 из ограничения ② лежит правее √17 − 1 ≈ 3,12 и на ответ не влияет. Проверка: x = √17 − 1 ⇒ P = (x − 3)(x + 5) = 1, оба логарифма равны нулю, получается 0 ≥ 0 ✓. Проверка: x = 5 ⇒ P = 20, слева log₀,₅ 20 ≈ −4,32, справа log₃ 20 ≈ 2,73 — точка не подходит, и в ответ она не входит ✓.

ответ

x(3;171]