83 指考數學甲 第 8 題
📅 83 年 📝 指考數學甲 第 8 題 題型:單選 課綱:99課綱
題組
在本大題中,$e$ 表示自然對數的底數,$a$ 為不等於 $1$ 的正數
判定方程式 $\log_3 x = x - 1$,$x > 0$ 的解:
  1. 無解
  2. 僅有一解
  3. 有一小於 $1$ 的解,而無大於 $1$ 的解
  4. 有一大於 $1$ 的解,而無小於 $1$ 的解
  5. 有一小於 $1$ 的解,也有一大於 $1$ 的解
unknown函數多項式函數與運算
答案

$(3)$

詳解
考慮兩函數 $f(x) = \log_3 x$ 與 $g(x) = x - 1$ 的交點: - 當 $x = 1$ 時,$f(1) = 0 = g(1)$,故 $x = 1$ 為其一解。 考慮其導數以分析在 $x=1$ 附近的行為: - $f'(x) = \dfrac{1}{x \ln 3} \implies f'(1) = \dfrac{1}{\ln 3}$。因為 $\ln 3 > 1$,故 $f'(1) < 1$。 - $g'(x) = 1 \implies g'(1) = 1$。 因為在 $x = 1$ 處,直線 $g(x)$ 的斜率大於對數函數 $f(x)$ 的切線斜率: 1. 當 $x > 1$ 時,直線 $g(x)$ 的增長速度始終大於 $f(x)$,且 $f(x)$ 凹向下,故 $g(x) > f(x)$ 恆成立,即在 $x > 1$ 範圍無解。 2. 當 $x < 1$ 且接近 $1$ 時,由於直線下降較快,有 $f(x) > g(x)$。但當 $x \to 0^+$ 時,$f(x) \to -\infty$ 且 $g(x) \to -1$,此時 $f(x) < g(x)$。根據介值定理,在 $0 < x < 1$ 區間內必有另一個實根。 綜上所述,方程式在 $x > 0$ 的解為:有一小於 $1$ 的解(介於 $0$ 與 $1$ 之間),而無大於 $1$ 的解。 答案為選項 $(3)$。

題目來源:民國83年大學聯考數學科試題(自然組) 第8題(來源PDF第3頁)

資料版本:2026-07-03(commit 405cf799)

校對狀態:人工抽查——本卷試題經人工抽樣檢查;非逐題逐字校對。

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