钟表谜题
在一天的24小时之中,时钟的时针、分针和秒针完全重合在一起的时候有几次?都分别是什么时间?你怎样算出来的?
【解答】只有两次
假设时针的角速度是ω(ω=π/6每小时),则分针的角速度为12ω,秒针的角速度为72ω。分针与时针再次重合的时间为t,则有12ωt-ωt=2π,t=12/11小时,换算成时分秒为1小时5分27.3秒,显然秒针不与时针分针重合,同样可以算出其它10次分针与时针重合时秒针都不能与它们重合。只有在正12点和0点时才会重。
证明:将时针视为静止,考察分针,秒针对它的相对速度:
12个小时作为时间单位“1”,“圈/12小时”作为速度单位,
则分针速度为11,秒针速度为719。
由于11与719互质,记12小时/(11*719)为时间单位Δ,
则分针与时针重合当且仅当 t=719kΔ k∈Z
秒针与时针重合当且仅当 t=11jΔ j∈Z
而719与11的最小公倍数为11*719,所以若t=0时三针重合,则下一次三针重合
必然在t=11*719*Δ时,即t=12点。
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