在一个昼夜中,分针一直在不停的追赶时针,且一次次的追上并超过它。时针一共走了2圈(12个小时走1圈);而分针一共走了24圈(1个小时走1圈),比时针多走22圈。因此,在一个昼夜中,分针一共追上并超过时针22次。
在每一次追上并超过的过程中,追上之前和超过之后时针与分针都会形成一次直角,因此,在一个昼夜中,时针与分针共会形成直角44次。
接下来,我们加入秒针,当时间正好处于12点的时候,可以看到时针、分针和秒针三针重合,请问,从12点开始,时针走完一圈的时间内,时针与分针一共会重合多少次?分针走完一圈的时间内,分针与秒针一共会重合多少次?时针、分针和秒针三针一起重合的情况一共会发生多少次?12点时,时针和分针从重合的位置开始顺时针走动,分针在前,第一圈的时候,它们不会重合。分针从第二圈开始,每走一圈,都会与时针相遇并重合一次。时针走完一圈的时间内,分针一共要走12圈,且彼此一共重合11次。
同理,12点时,分针和秒针也从重合的位置开始顺时针走动,且在分针走完一圈的过程中,秒针一共要走60圈(1分钟走1圈),同理,分针与秒针一共会重合59次。
由于时针、分针、秒针均是按照匀速走动的,以12点的位置为起点进行角度的测量,可以得知,
时针与分针重合的各个位置对应的角度为:
分针与秒针重合的各个位置对应的角度为:
若在某个位置时针、分针、秒针三针重合,则上面的两种情况同时发生,因此,m和n对应的整数需满足以下条件:
由于11和59没有公因数,所以,只有当n=11,m=59的时候,上述等式才能成立。这时,时针、分针、秒针三针重合在360°的位置,也就是它们同时指向了12点的位置。因此,只有在12点的时候,时针、分针、秒针才会发生重合。
【头脑风暴】
在时针走过一圈的时间内,时针与分针恰巧形成一条直线但不重合的情况,一共会发生多少次,且连续两次形成直线的时间间隔是多久?
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