回答

質問の意味が把握出来ていないかもしれませんが...
おそらく合成関数の見方と置き換えの関係がよく分かっていないんだと思います.
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y={log[3](x/27)}{log[3]3x} (1≦x≦81)
=(log[3]x-log[3]27)(log[3]x+log[3]3)
=(log[3]x)^2-2(log[3]x)-3
これはlog[3]xの関数になっているので, 例えばu=log[3]xと置き換える.
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y=log[1/2](x+1)+log[1/2](3-x) [x+1と3-xは別関数なので置き換えられない]
=log[1/2]{(x+1)(3-x)}
置き換えるなら
u=(x+1)(3-x)=-(x-1)^2+4で, これは上に凸な2次関数でx=1のとき最大値u=4を与える.
y=log[1/2]uは底が1以下なので単調減少な関数である
[x, u, yの対応をじっくり考えよう. yが最小ならばuが最大(単調減少の意味). それを上で求めた].
したがってx=1のとき最小値log[1/2]4=log[1/2](1/2)^(-2)=-2を与える.
とすればいいでしょう.

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