Решение:
- Найдем область допустимых значений (ОДЗ):
Для логарифма аргумент должен быть положительным.
\( x > 0 \)
\( x - 3 > 0 \Rightarrow x > 3 \)
Объединяя условия, получаем ОДЗ: \( x > 3 \). - Преобразуем неравенство:
Используем свойство логарифма суммы: \( \log_a M + \log_a N = \log_a (M \cdot N) \).
\( \log_4 (x(x-3)) < 1 \) - Решим логарифмическое неравенство:
Основание логарифма равно 4, что больше 1 (\( 4 > 1 \)). Значит, при переходе к показательной функции знак неравенства сохраняется.
\( x(x-3) < 4^1 \)
\( x^2 - 3x < 4 \)
\( x^2 - 3x - 4 < 0 \) - Решим квадратное неравенство:
Найдем корни уравнения \( x^2 - 3x - 4 = 0 \).
Используем теорему Виета или дискриминант.
По теореме Виета: \( x_1 + x_2 = 3 \) и \( x_1 \cdot x_2 = -4 \).
Корни: \( x_1 = 4 \) и \( x_2 = -1 \).
Квадратный трехчлен \( x^2 - 3x - 4 \) имеет параболу ветвями вверх. Он отрицателен между корнями.
Следовательно, \( -1 < x < 4 \). - Учтем ОДЗ:
Мы получили \( -1 < x < 4 \) и \( x > 3 \).
Объединяя эти условия, находим пересечение интервалов: \( 3 < x < 4 \).
Ответ: \( x \in (3; 4) \).