數(shù)學(xué)邏輯推理題40(鐘表謎題)
來源:本站原創(chuàng) 2009-05-18 15:51:40
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在一天的24小時(shí)之中,時(shí)鐘的時(shí)針、分針和秒針完全重合在一起的時(shí)候有幾次?都分別是什么時(shí)間?你怎樣算出來的?
【解答】只有兩次
假設(shè)時(shí)針的角速度是ω(ω=π/6每小時(shí)),則分針的角速度為12ω,秒針的角速度為72ω。分針與時(shí)針再次重合的時(shí)間為t,則有12ωt-ωt=2π,t=12/11小時(shí),換算成時(shí)分秒為1小時(shí)5分27.3秒,顯然秒針不與時(shí)針分針重合,同樣可以算出其它10次分針與時(shí)針重合時(shí)秒針都不能與它們重合。只有在正12點(diǎn)和0點(diǎn)時(shí)才會(huì)重。
證明:將時(shí)針視為靜止,考察分針,秒針對(duì)它的相對(duì)速度:
12個(gè)小時(shí)作為時(shí)間單位“1”,“圈/12小時(shí)”作為速度單位,
則分針?biāo)俣葹?1,秒針?biāo)俣葹?19。
由于11與719互質(zhì),記12小時(shí)/(11*719)為時(shí)間單位Δ,
則分針與時(shí)針重合當(dāng)且僅當(dāng) t=719kΔ k∈Z
秒針與時(shí)針重合當(dāng)且僅當(dāng) t=11jΔ j∈Z
而719與11的最小公倍數(shù)為11*719,所以若t=0時(shí)三針重合,則下一次三針重合
必然在t=11*719*Δ時(shí),即t=12點(diǎn)。
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