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鐘面上的時針與分針所形成的夾角

生活 更新时间:2025-03-31 16:03:49

  之所以想到這個題目,是因為一道小學數學題。

  題目如下:

  “鐘面上(  )時整,時針與分針的夾角為平角。”

  孩子們會十分果決地填上“6”或“18”。

  的确很簡單。但也幸虧有了一個“整”字,否則,問題還是不太簡單的。

  本文想羅列出鐘面上所有能讓時針和分針形成平角的時刻,若是對于小學生,還是蠻有挑戰的。

(一)先做一些準備工作。

  鐘面上平均分為12大格,60小格,1大格等于5小格;

  鐘面上一圈為360度,相應1大格為30度,1小格為6度;

  時針每小時走1大格,即每60分鐘旋轉30度,角速度為:0.5度/分

  分針每分鐘走1小格,即每1分鐘旋轉6度,角速度為:6度/分

  秒針每分鐘走1圈,即每分鐘旋轉360度,角速度為:360度/分

(二)找一個方便的起點

  開始時間 00:00:00

(三)分析一下問題的數學模型

  分針跑得比時針快,要讓二者的夾角形成平角,可以從0點出發(此時分針與時針居于同一起跑線),算一算,經過多少時間(統一以“分”為單位吧),分針會超出時針1個180度、3個180度、5個180度、……可以想見,若是超出偶數個180度,則找到的是“時針與分針重合”的時刻。不妨,我們将這兩個問題合并在一起解決,即:既找鐘面上時針與分針形成的“平角”時刻,又找“周角”時刻,而且是所有的。

(四)列方程

  設:x分鐘後,分針與時針的夾角為平角。

  分針旋轉的角度=時針旋轉的角度 180度×k

  6x=0.5x 180k

  其中:我們讓k取不為0的自然數。

  得到的計算結果表示“經過時間”,仍需計算:開始時間+經過時間=結束時間。由于開始時間取為0時了,這步計算從數量上沒多大意思,隻涉及到“時長”轉“時刻”的意義變化。

(五)結論

  解方程的過程略。下面是用Excel計算的結果。

鐘面上的時針與分針所形成的夾角(鐘面上時針與分針形成平角的時刻)1

“平角”時刻

  (1)時針與分針形成平角的時刻

  0:32:43.636

  1:38:10.909

  2:43:38.182

  3:49:05.455

  4:54:32.727

  6:00:00.000

  7:05:27.273

  8:10:54.545

  9:16:21.818

  10:21:49.091

  11:27:16.364

鐘面上的時針與分針所形成的夾角(鐘面上時針與分針形成平角的時刻)2

“周角”時刻

  (2)時針與分針重合的時刻

  1:05:27.273

  2:10:54.545

  3:16:21.818

  4:21:49.091

  5:27:16.364

  6:32:43.636

  7:38:10.909

  8:43:38.182

  9:49:05.455

  10:54:32.727

  12:00:00.000

  (3)用自己的話總結一下

  一天中,時針與分針的夾角,會出現22次平角、22次周角;若是12個小時,則會出現11次平角,11次周角。

  鐘表是我們所熟悉的事物,然而要“了解”它,還需要努力。就像了解我們的朋友一樣。

鐘面上的時針與分針所形成的夾角(鐘面上時針與分針形成平角的時刻)3

圖片來自網絡

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