условие

(x2+2x−3)⋅log1+cos⁡x⁡(9+2x−x2)≥0

шаг 1.Метод рационализации

Второй множитель — логарифм, и его знак совпадает со знаком произведения (основание − 1)(аргумент − 1)Метод 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.
. Замена сохраняет знак только на ОДЗ, поэтому исходное неравенство сразу переходит в равносильную систему: рационализированное неравенство ① и ограничения ОДЗ ②, ③, ④.
(x2+2x−3)⋅log1+cos⁡x⁡(9+2x−x2)≥0⟺
{(x2+2x−3)(1+cos⁡x−1)(9+2x−x2−1)≥019+2x−x2>02cos⁡x>−13cos⁡x≠04

Ограничение ② — аргумент логарифма положителен, ③ и ④ — основание положительно и не равно единице. Дальше решаем ①, ②, ③, ④ по очереди и берём пересечение.

шаг 2.Ограничения ②, ③ и ④

Аргумент логарифма положителен только на конечном промежутке. Внутри него основание обращается в единицу там, где cos x = 0, и в ноль там, где cos x = −1 — эти точки выкалываем.

9+2x−x2>0
x2−2x−9<0
x2−2x−9=0
D=(−2)2−4⋅(−9)=4+36=40
x=2±402=2±2102=1+10=1−10
1−10<x<1+10
cos⁡x>−1⟺x≠π+2πn
cos⁡x≠0⟺x≠π2+πn
+−−−−+②③④1−√10π1+√10
−π2
π2
−∞
+∞
x

Пробная точка x = 0: 0² − 2·0 − 9 = −9 < 0 — знак «−» между корнями, чередование «+, −, +»; выколотые точки ±π/2 и π знак не меняют. В промежуток (1 − √10; 1 + √10) из серии x = π/2 + πn попадают только −π/2 и π/2, а из серии x = π + 2πn — только π: соседние точки этих серий уже вне промежутка. √10 — иррациональное число между 3 и 3,5, поэтому левый конец лежит между −2,5 и −2, правый — между 4 и 4,5.

шаг 3.Неравенство ①

Раскрываем скобки в рационализирующих множителях и раскладываем оба квадратных трёхчлена. Знаки расставляем только внутри промежутка ② — вне его исходное выражение не определено; концы промежутка выколоты.

1(x2+2x−3)(1+cos⁡x−1)(9+2x−x2−1)≥0
(x2+2x−3)⋅cos⁡x⋅(8+2x−x2)≥0
x2+2x−3=(x+3)(x−1)
8+2x−x2=−(x2−2x−8)=−(x−4)(x+2)=(4−x)(x+2)
(x+3)(x−1)⋅cos⁡x⋅(4−x)(x+2)≥0
−+−+−+①1−√102−141+√10
−π2
π2
−∞
+∞
x

По теореме Виета для x² + 2x − 3 = 0: сумма корней должна равняться −2, произведение −3. Подбираем −3 и 1. По теореме Виета для x² − 2x − 8 = 0: сумма корней должна равняться 2, произведение −8. Подбираем 4 и −2. Пробная точка x = 0: (0 + 3)(0 − 1)·cos 0·(4 − 0)(0 + 2) = 3·(−1)·1·4·2 = −24 < 0 — знак «−» на интервале (−π/2; 1), дальше знаки чередуются. Корень x = −3 лежит левее промежутка ② и на знаки внутри него не влияет.

шаг 4.Пересечение

Накладываем ограничения ②, ③ и ④ на решение ①: точки ±π/2 выпадают (там основание равно единице), правый конец 1 + √10 тоже выколот. Точка π в решение ① и так не входила.

①1−√102−141+√10
−π2
π2
−∞
+∞
x
②③④1−√10π1+√10
−π2
π2
−∞
+∞
x
ответ2−141+√10
−π2
π2
−∞
+∞
x

Точки −2, 1 и 4 закрашены: там рационализированное произведение обращается в ноль, а нестрогое ≥ это допускает (в −2 и 4 сам логарифм равен нулю, в 1 равен нулю первый множитель). В точках ±π/2 основание логарифма становится единицей — они выколоты по ОДЗ.

ответ

x∈[−2;−π2)∪[1;π2)∪[4;1+10)