理论教育 爱因斯坦巧答题改为趣味数学:爱因斯坦巧答题

爱因斯坦巧答题改为趣味数学:爱因斯坦巧答题

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:爱因斯坦想了想,然后回答:“这个问题很有趣,可惜消磨不了多长时间,我想我已经找到问题的正确答案了。”爱因斯坦是怎样解答这道题的呢?时针12个小时能走过60个刻度,也就是说,时针每小时能走5个刻度,那么它走过x个刻度要小时。也就是说,分针是在小时之前经过12的。这个数是从0到11之间的一个整数,因为它表示12点之后又过去了几个整小时。第二例:m=8,n=5,相对应的时间是:8点28.53分和5点42.38分。

爱因斯坦巧答题改为趣味数学:爱因斯坦巧答题

[题]有一次,大名鼎鼎的物理学家爱因斯坦生病了,为了逗他开心,他的朋友给他出了道题目(图3):

图3 分针与时针运动示意图

“假设表针的位置是在12点钟。在这个位置上,如果把分针和时针对调一下,它们所指示的时间还是存在的。但是在其他的时间,如果把两针对调之后所出现的结果就有悖常理了。例如在6点钟时,如果我们把两针对调出现的结果是不可能存在的:当时针指向12,分针绝对不会指向6。因此可以引出这个问题:表针在什么位置的时候,分针和时针可以对调,并且所指的时间仍然是可能存在的?”

爱因斯坦想了想,然后回答:“这个问题很有趣,可惜消磨不了多长时间,我想我已经找到问题的正确答案了。”

他从床上坐起来,用笔在纸上画出了有关这个问题的草图,然后很快地解答出来,所花的时间比我叙述这个问题所花的时间还要短。

爱因斯坦是怎样解答这道题的呢?

[解]首先,让我们把表盘圆周分成相等的60份,然后以圆周的为单位,计算表针从12开始所走的距离。

假设我们所求的针的位置在时针从12起走了x个刻度,分针走了y个刻度。时针12个小时能走过60个刻度,也就是说,时针每小时能走5个刻度,那么它走过x个刻度要小时。换句话说,在表走到12点以后,又过了小时。分针走过y个刻度所用时间是y分钟,也就是小时。也就是说,分针是在小时之前经过12的。或者说,两针在12处重合之后又过了小时。这个数是从0到11之间的一个整数,因为它表示12点之后又过去了几个整小时。

当两针的位置调换了之后,我们可以用同样的方法求出从12点到表针所指示的时间经过了个小时。这个数仍然是在0到11之间的整数。

我们可以列出联立方程:

由这个联立方程我们可以解出:(www.daowen.com)

在这个方程中,m和n都可以任取从0到11之间的任意整数。所以,要想确定全部所求表针的位置,只需要把从0到11之间的全部整数都代入到上述的方程中。因为m可以取的12个数中任何一个都可以与n可以取的12个数中的任意一个组合,所以,很多人都会觉得这道题有12×12=144个解。可是事实上只有143个解。因为在m=0,n=0和m=11,n=11时,表针所处的是同一位置。

我们不讨论所有可能出现的位置,只看看两个例子:

第一例:

m=1,n=1,

所指的时间就是1点分,此时两针重合;当两针重合时,它们当然可以彼此对调。

第二例:

m=8,n=5,

相对应的时间是:8点28.53分和5点42.38分。

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