当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

时间:2023-11-17 17:19:02

【题目】据说,有一次爱因斯坦生病了,躺在床上很无聊,他的朋友莫希柯夫斯基给他出了一道题目,让他打发时间。题目是这样的:

“有一只钟表,假设表针的初始位置是12点。这时候,如果把钟表的长针和短针对调,它们指示的时间还是在合理范围的。但是,在有的时间,比如6点,如果把表针对调,出现的时间就不对了,因为当时针指着12的时候,分针并不会指着6。问题来了,当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?”

爱因斯坦听完后答道:“对于病床上的人来说,这的确是一个很好的问题,它很有意思,又不是很简单。只是,我可能消磨不了多少时间,因为我马上就要计算出来了。”

说着,他从床上坐了起来,在纸上画出了一个草图。爱因斯坦解答这个题目所花的时间,可能比我描述这个问题所花的时间还要短……

那么,他是如何解答的呢?

【解答】我们不妨把钟表的一周划分成相等的60份,并以每份为单位,用它来度量表针从12点开始走过的距离。

如图所示,假设到达题目所求的位置时,时针从12点开始走过x个刻度,分针走过y个刻度。由于时针每过12个小时走过60个刻度,所以它每小时走过个刻度。那么,它走过x个刻度所花的时间就是当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

小时。也就是说,钟表从12点开始走到所求的位置,过去了当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

小时。分针走过的刻度是y个,也就是y分钟相当于当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

小时。也就是说,在当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

小时之前,分针从12点的位置经过。换句话说,两个指针在12点的位置重合之后,过去的整小时数是当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

一定是0到11之间的整数,因为该数表示在12点以后正好过去了几个小时。

如果把两个指针对调,用同样的方法,我们可以计算出从12点开始到表针所指的时间过去的整小时数为当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

。该数也是一个从0到11的整数。

联立上面的两个方程:

当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

其中,m和n都是从0到11的整数。解这个方程组,可以得出

当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

如果用0到11中的每个整数来代m和n,就可以得到题目所求的两个表针所指所有的位置。由于m和n都有12个数,它们的组合就是144个,所以看起来该方程好像有144个解,可实际上只有143个,因为当m=n=0和m=n=11的时候,它们所表示的是同一个时间,即12点。

在这里,我们不打算逐个讨论,只举两个例子来看一下。

例1:当m=n=1时,

当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

即当表针所指的时间是1点当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

分时,两个指针是重合的,它们当然可以进行对调。事实上,所有指针重复的时刻,二者都可以进行对调。

例2:当m=n=1时,

当分针和时针分别在什么位置时,两针对调后所指的时间还是合理的?

此时对应的时间分别是8点28分53秒和5点42分38秒。

根据前面的分析,该题一共有143个解,我们可以把钟表的圆周分成均等的143份,这样就得到了这143个点。在这些点上,时针和分针可以对调,而在其他的点上,则不能进行对调。