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113學測數學A1模考3-17


<選填題>

已知\(a \gt 1\),且在坐標平面的第一象限有\(A, B\)兩點分別在\(y = a^x\)及\(y = \log_a x\)上,使得正三角形\(OAB\)的邊長為\(2\sqrt{6} + 2\sqrt{2}\),其中\(O\)為原點,則\(a = \)______。

答案

\(\sqrt{3}+1\)


由於\(y=a^x\)與\(y=\log_a x\)對稱於直線\(y=x\),且OAB為正三角形,故OA與OB對稱於\(y=x\)。設OA與x軸正向夾角為75°(因對稱性,兩邊夾角為30°)。則A點坐標可設為\((r\cos75°, r\sin75°)\),其中\(r=2\sqrt{6}+2\sqrt{2}\)為邊長。A在\(y=a^x\)上,代入得\(a^{r\cos75°} = r\sin75°\)。同時,由對稱性,B點為\((r\sin75°, r\cos75°)\)在\(y=\log_a x\)上。兩式結合,利用三角恆等式及計算可得\(a=\sqrt{3}+1\)。


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