1、第 1 页 共 4 页钟表的三针重合问题曲阜师范大学附属中学 孔凡代一、问题在 1 日之内,钟表的时针、分针、秒针有几次重合?二、时针、分针、秒针的速度时针的速度: 3601d/h/m=d/s1220分针的速度:秒针的速度: 6/s0三、基于初一知识的解法从分针与时针重合(相遇)入手(背景源于人教版七年级数学上册) 。在 时内,显然 t=0 时,秒针与分针、时针重合。0,1在 时内,设 1 时 x 分时,分针与时针重合,则 ,2 16063,21xx即 时,分针与时针重合。此时,相对于 0 时,时针与的转角均为3:5t,而秒针的转角为 ,显然秒针与分针、时针不重合。60d1306d1在 时内,
2、设 2 时 x 分时,分针与时针重合,则2,3,60,x即 时,分针与时针重合。此时,相对于 0 时,时针与的转角均为:1t,而秒针的转角为 ,显然秒针与分针、时针不重合。2d60d1在 时内,设 3 时 x 分时,分针与时针重合,则3,4,160,2x即 时,分针与时针重合。此时,相对于 0 时,时针与的转角均为:t,而秒针的转角为 ,显然秒针与分针、时针不重合。3d1206d第 2 页 共 4 页在 时内,设 4 时 x 分时,分针与时针重合,则4,5,16063,21x即 时,分针与时针重合。此时,相对于 0 时,时针与的转角均为:t,而秒针的转角为 ,显然秒针与分针、时针不重合。40d
3、1546d在 时内,设 5 时 x 分时,分针与时针重合,则5,6,603,21x即 时,分针与时针重合。此时,相对于 0 时,时针与的转角均为8:7t,而秒针的转角为 ,显然秒针与分针、时针不重合。560d186d在 时内,设 6 时 x 分时,分针与时针重合,则,,063,21x即 时,分针与时针重合。此时,相对于 0 时,时针与的转角均为48:t,而秒针的转角为 ,显然秒针与分针、时针不重合。0d1486d在 时内,设 7 时 x 分时,分针与时针重合,则7,8,063,21x即 时,分针与时针重合。此时,相对于 0 时,时针与的转角均为:t,而秒针的转角为 ,显然秒针与分针、时针不重合
4、。70d126d在 时内,设 8 时 x 分时,分针与时针重合,则8,9,063,21x即 时,分针与时针重合。此时,相对于 0 时,时针与的转角均为4:t,而秒针的转角为 ,显然秒针与分针、时针不重合。80d1426d在 时内,设 9 时 x 分时,分针与时针重合,则9,,063,21x第 3 页 共 4 页即 时,分针与时针重合。此时,相对于 0 时,时针与的转角均为609:41t,而秒针的转角为 ,显然秒针与分针、时针不重合。d60d1在 时内,设 10 时 x 分时,分针与时针重合,则有0,,即 时,分针与时针重合。此时,163,2x360:541t相对于 0 时,时针与的转角均为 ,
5、而秒针的转角为 ,显然10d360d1秒针与分针、时针不重合。在 时内,设 11 时 x 分时,分针与时针重合,则有1,2,即 时(就是 12 时) ,分针与时针16063,x1:5960t重合。此时,相对于 0 时,时针与的转角均为 ,而秒针的转角为d,显然秒针与分针、时针重合。但是,根据约定 12 不在 内,故0d1 1,2在 时内秒针与分针、时针不重合!,2在 时内,据上段所述,t=12 时,秒针与分针、时针重合。3类似地,在 时内,1,4,51,6,71,8,91,20,2,3秒针与分针、时针都不重合。在 时内,设 23 时 x 分(钟表显示 11 时 x 分)时,分针与时针重合,23
6、,则有 ,即 时(就是 24 时,也就是次日11606,x23:5960t的 0 时) ,分针与时针重合。此时,相对于 0 时,时针与的转角均为,而秒针的转角为 ,显然秒针与分针、时针重合。但是,d1d1根据约定 24 不在 内,故在 时内秒针与分针、时针不重合!23,423,4综上可得,在 1 日(即 内) ,秒针与分针、时针只在 0 时和 12 时三针0,重合。四、一点说明上述解法文字较多,主要是便于初一上学期的学生阅读。实际上只解了一第 4 页 共 4 页个方程,以后的( 时内)顺次加 :1,260m1;603160m而分针、时针重合的时刻( 时内)依次为:,360241:52:13:11:5960