3. 如圖,$ M $,$ N $ 是 $ \angle AOB $ 的邊 $ OA $ 上的兩個點 $ (OM \lt ON) $,$ \angle AOB = 30^{\circ} $,$ OM = a $,$ MN = 4 $. 若邊 $ OB $ 上有且只有 1 個點 $ P $,滿足 $ \triangle PMN $ 是等腰三角形,求 $ a $ 的取值范圍.

答案:解:①作線段MN的垂直平分線交OB于點P,連接PM,PN,如答圖.
此時 $ PM = PN $,$ \triangle PMN $ 是等腰三角形。
過點 M 作 $ MH \perp OB $ 于點 H,如答圖。
當 $ MH > MN $ 時,滿足條件的點 P 恰好只有一個。
$ \because MN = 4 $,$ \angle AOB = 30^{\circ} $,
又當 $ MH = 4 $ 時,$ OM = 2MH = 8 $,
$ \therefore $ 當 $ a > 8 $ 時,滿足條件的點 P 恰好只有一個。
②當 $ \triangle PMN $ 是等邊三角形時,滿足條件的點 P 恰好只有一個,
此時 $ MN = MP $,$ \angle NMP = 60^{\circ} $。
$ \because \angle AOB = 30^{\circ} $,$ \therefore \angle MPO = 30^{\circ} $,
$ \therefore OM = MP = MN = 4 $,$ \therefore a = 4 $。
綜上,滿足條件的 a 的取值范圍為 $ a = 4 $ 或 $ a > 8 $。