

此篇文章會牽涉到一些指數的「微分」,所以如果你要看懂全文的話,你可能需要一點「微積分」的知識。
學過高中數學的人會知道:「指數函數 與對數函數 會對稱 45° 線」。![]() 不管底數 a (a > 0 , a ≠ 1) 怎麼變化,兩者的圖形始終會保持對稱。 ![]() 參考圖檔:GeoGebra 圖 |
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![]() 解答:
當它們交會在
這條直線上時,因為交點座標 位於 上,而且此點的切線斜率為 1,所以此交點會符合兩個方程式:
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![]() ![]() 兩邊取「自然對數」,可得: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 然後,兩邊取「自然指數」,可得: ![]() 再取一次「自然指數」,可得: ![]() ![]() ![]() ![]() 將此結果代回第 ![]() ![]() ![]() |
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從以上的討論,我們得到一些結論:

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「尤拉數」e ≒ 2.718281 ,再度出現在此問題的解答中,不得不令人由衷敬佩數學家「尤拉 (Euler)」的偉大。
以上的討論,主要是針對底數 a > 1 的情況。如果底數 < 1 呢? 有趣的是,它們還會再「接觸」一次,但方式有點不同。

透過類似上面的討論方式,檔底數 < 1 時,我們可以推得:
- 當
(大約等於 0.07)時,指對數函數會在座標
的地方相切,大約是在 (0.37, 0.37)左右(請看右圖)。
- 更有趣的是,如果
時,那指對數函數竟然會交於「三個」地方,這恐怕是許多人所沒有想過的問題(請看下圖)。

與對數函數
會對稱 45° 線」。
現在問題來了:

解答:
這條直線上時,因為交點座標
位於 





的微分(也就是 
稱為「自然對數」,也就是以「尤拉數」















時,它們才會剛好相切。



chu 說
請問這樣子指數函數與對數函數圖形就不可能相交於三點囉!
羅驥韡 說
我把底數介於 0 與 1 之間的狀況也補充進來,也許會更完整,所以請看我最新補充的資料,謝謝!(你問了一個好問題!)
chu 說
不好意思
可以不可以把指對數函數交於三點的推導過程說一下呢?!
因為我還是無法解出來!!
羅驥韡 說
當指數與對數函數交於三點時,除了利用電腦解出它們的近似座標外,目前我也沒有其他的方法可以解出交點的精確代數解。