условие
шаг 1.Область допустимых значений
Аргументы логарифмов положительны, основание степени |x| — тоже.
Степень с произвольным действительным показателем степени определена только при положительном основании степени, поэтому нужно |x| > 0. Условия x² > 0 и |x| > 0 равносильны одному и тому же x ≠ 0.
шаг 2.Оба слагаемых слева одинаковы
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 ().
Основное логарифмическое тождество: a в степени logₐb равно b (при b > 0). 2 log₃|x| = log₃|x|² = log₃x² — под чётной степенью модуль исчезает. Оба слагаемых левой части оказались равны 2 · 2^(log₃x²), в сумме получается учетверённая степень.
шаг 3.Приводим правую часть к основанию степени 2
Основание логарифма 1/3 — это 3⁻¹, поэтому этот логарифм отличается от log₃ только знаком. Само основание степени 1/2 — это 2⁻¹, и два минуса в показателе степени дают плюс.
Переход к новому основанию логарифма: log_{aᵏ}b = (1/k) · logₐb. При k = −1 получаем log_{1/a}b = −logₐb.
шаг 4.Снимаем основание степени
· при a > 1: (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: (знак переворачивается).
шаг 5.Снимаем логарифм и решаем неравенство
· при a > 1: (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: знак переворачивается, .
По теореме Виета для x² − 3x − 4 = 0: сумма корней равна 3, произведение равно −4. Подбираем x₁ = −1 и x₂ = 4, отсюда x² − 3x − 4 = (x + 1)(x − 4). Пробная точка x = 0: (0 + 1)(0 − 4) = −4 < 0 — знак «−» на среднем интервале, чередование «+, −, +». Оба корня закрашены (нестрогое ≤).
шаг 6.Пересечение с ОДЗ
Из отрезка [−1; 4] выбрасываем точку x = 0 — там не определены ни log₃x², ни степень с основанием степени |x|. Условие x > −4/3 выполняется автоматически.
Граница ОДЗ x = −4/3 лежит левее отрезка [−1; 4] и на ответ не влияет. Точка x = 0 лежит внутри отрезка, поэтому он распадается на два промежутка.