青衫磊落11
答:这个是不存在的呢!
我们来简单分析一下就知道。
我们把时钟走过的角度,转化为方便处理的方程,首先我们注意到:
1、分针的角速度,是时针的12倍;
2、秒针的角速度,是分针的60倍;
3、秒针的角速度,是时针的720倍;
然后我们就可以进行分析了!
一、我们先来考虑第一种情况
就是顺时针方向,分别是时针—分针—秒针的情况,它们两两间隔120°,假设时针走过x度(1≤x<360)。
那么时针和分针的,时针和秒针可分别建立方程:
x+120+360n=12x……(1)
x+240+360k=720x……(2)
其中n为已过的整数小时(0≤n<12);k为已过的整数分钟(0≤k<720),并满足n=60k;
这是一个三元一次限制性方程,很容易判断x在[1,360)之间无解,所以第一种情况当中,是找不到我们所需状态的。
二、其他情况
同样的方法,当顺时针方向,分别是三颗指针的其他组合顺序时,也会得到无解(这里省略具体过程)。
之所以都无解,是因为时针和分针呈120°的组合是有限的,从12点整开始,每过一分钟,就有两次时针和分针夹角为120°的情况,12小时就有1440次。
每种情况下,都唯一确定了秒针的位置,秒针没有任何可调节的余地,三者满足的关系在这1440次内都无解,所以不可能出现时针、分针和秒针,互呈120°的情况,对非整数秒也是成立的,除非表坏了!
艾伯史密斯
答案是没有,三根针永远不会互成120°。当然了,这个钟必须是三根针每时每刻都在动,因为有些钟表是秒针绕一圈结束,分钟才会动一格。
下面列出具体的数学证明:
我们以钟表盘面建立极坐标,12点方向为正,顺时针角度为正。
(上图)为了方便,我们设三根指针长度都为1
秒针为OA,坐标为(1,α)
分钟为OB,坐标为(1,β)
时针为OC,坐标为(1,γ)
每个指针的角速度我们容易知道,因此每时每刻动了多少角度,我们就可以列出式子(下图)
而我们知道,当长度为1的三根指针互成120°时,等同于三个指尖的互相距离为根号3(下图)
为了证明结论是不可能。
因此我们需要证明存在一种情况:
即当某两根针尖相距根号3的所有可能条件下,其中一根针尖不能和剩下的一根距离等于根号3(见下图)
计算发现:
即当分钟和时针成120°时,秒针永远不可能和分钟也成120°
所以不存在三针互成120°的情况。
ps:除了证明不能成120°外,有了这些等式,我们还可以求任意情况下指针的关联位置,或者一些其他情况。
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赛先生科普
以上回答说“不可能”的,都忽略了一个细节:钟表的时针与分针是联动的,即,我们手动调时间时,无论前进还是后退,都是一小时对应时针30度分针360度。但是,注意,秒针是独立运转的!虽然正常运行时,秒针的角速度与分针有对应关系,但是它们的初始偏转角是没关联的,可以调到任意的角度。换而言之,12:00:00:00时,时针分针重叠在正北方向,但秒针可以是任意角度,机械式的钟表的秒针就是这样的,只能用来计量速度,不能用来计量数字,利用这个BUG,是可以达到目的的!