условие

log2|2x−1|⁡(22x+1−2x+2+2)≤x|2x−1|

шаг 1.Область допустимых значений

Основание логарифма положительно всегда, но не должно равняться единице. Аргумент сворачиваем в полный квадрат — сразу видно, где он положителен.

ОДЗ
{2|2x−1|≠122x+1−2x+2+2>0
22x+1−2x+2+2=2⋅22x−4⋅2x+2=
=2((2x)2−2⋅2x+1)=2(2x−1)2
{|2x−1|≠02(2x−1)2>0⟺{x≠0,5x≠0

Единица — это 2⁰, а равные степени с основанием степени 2 дают равные показатели степени: 2^|2x−1| = 1 ⟺ |2x − 1| = 0 ⟺ x = 0,5. Квадрат разности неотрицателен при любом x и обращается в нуль лишь при 2ˣ = 1, то есть при x = 0. Поэтому 2(2ˣ − 1)² > 0 равносильно x ≠ 0.

шаг 2.Потенцируем

Правую часть записываем логарифмом с тем же основаниемПреобразования 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).
— тогда обе части станут логарифмами. Основание 2^|2x−1| больше единицы, потому что показатель степени |2x − 1| строго положителен по ОДЗ, а логарифм с основанием больше единицы возрастает,Логарифм и знак неравенства
Функция y=loga⁡x монотонна при x>0. При a > 1 возрастает, при 0 < a < 1 убывает.
Снятие логарифма (обе части — логарифмы одного основания):
· при a > 1: loga⁡A≶loga⁡B⟺A≶B (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: знак переворачивается, loga⁡A≤loga⁡B⟺A≥B.
Число c превращаем в логарифм того же основания: c=loga⁡ac — тогда сравниваем аргументы (не забывая A>0).
поэтому знак неравенства сохраняется.
|2x−1|>0
2|2x−1|>20
2|2x−1|>1
log2|2x−1|⁡2x=log2⁡2xlog2⁡2|2x−1|=x|2x−1|
log2|2x−1|⁡(2(2x−1)2)≤log2|2x−1|⁡2x
2(2x−1)2≤2x

Потенцирование — операция, обратная логарифмированию: с обеих частей снимаются логарифмы с одинаковым основанием. Формула перехода к новому основанию логарифма: log_c b = logₐb : logₐc. Здесь log₂2ˣ = x и log₂2^|2x−1| = |2x − 1|. Положительность аргумента уже записана в ОДЗ, лишних решений не появится.

шаг 3.Замена t = 2ˣ

Вводим показательную функцию как новую переменную: t > 0, так как степень с положительным основанием степени всегда положительна.

t=2x,t>0
2(t−1)2≤t
2t2−4t+2≤t
2t2−5t+2≤0
2t2−5t+2=0
D=(−5)2−4⋅2⋅2=25−16=9
t=5±94=5±34=2=0,5
2(t−2)(t−0,5)≤0
+−+0,52
−∞
+∞
t

Пробная точка t = 0: 2(0 − 2)(0 − 0,5) = 2 > 0 — знак «+» на левом интервале, дальше знаки чередуются «+, −, +». Оба корня закрашены (нестрогое ≤). Выноска от нуля — условие замены t = 2ˣ > 0. Оба корня положительны, поэтому оно ничего не отсекает.

шаг 4.Обратная замена

Подставляем обратно t = 2ˣ. Функция 2ˣ возрастает (основание степени 2 > 1),Показательная функция и знак неравенства
Функция y=ax монотонна на ℝ. Направление зависит от основания: при a > 1 растёт, при 0 < a < 1 убывает.
a > 1: возрастает 0 1 x₁ ax₁ x₂ ax₂
x₁ < x₂ ⟹ ax₁ < ax₂ — знак сохраняется
0 < a < 1: убывает 0 1 x₁ ax₁ x₂ ax₂
x₁ < x₂ ⟹ ax₁ > ax₂ — знак переворачивается
Переход «значения → показатели» работает так:
· при a > 1: aA≤aB⟺A≤B (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: aA≤aB⟺A≥B (знак переворачивается).
поэтому знак неравенства сохраняется.
0,5≤t≤2
0,5≤2x≤2
2−1≤2x≤21
−1≤x≤1

0,5 = 2⁻¹, 2 = 2¹ — обе границы записаны степенями с основанием степени 2, поэтому основание снимается сразу.

шаг 5.Пересечение с ОДЗ

Из отрезка [−1; 1] выбрасываем две точки ОДЗ: при x = 0 аргумент логарифма обращается в нуль, при x = 0,5 основание логарифма равно единице.

неравенство1−1
−∞
+∞
x
ОДЗ00,5
−∞
+∞
x
пересечение1−00,51
−∞
+∞
x

Обе выколотые точки лежат внутри отрезка [−1; 1], поэтому он распадается на три промежутка.

ответ

x∈[−1;0)∪(0;0,5)∪(0,5;1]