科學家和方程的故事 增收節支

2021-12-29 23:43:15 字數 879 閱讀 4402

有一次德國著名物理學家愛因斯坦病了,他的一位朋友給他出了一道題消遣:

「如果時鐘上的針指向12點鐘,在這個位置如果把長針和短針對調一下,它們所指示的位置還是合理的.但是在有的時候,比如6點鐘,時針和分針就不能對調.否則會出現時針指12點,而分針指6點,這種情況是不可能的.

問針在什麼位置時,時針和分針可以對調,使得新位置仍能指示某一實際上可能的時刻?」

愛因斯坦說:「這對於病人確實提了乙個很有意思的問題,有趣味而不太容易.只是消磨不了多少時間,我已經快解出來了.」說著他在紙上就解起來了.

愛因斯坦畫了個草圖.鐘盤上共有60個刻度.分針運轉的速度是時針的12倍。

設所求的時針的位置是x點y分,此時分針在離12點有y個刻度的位置,時針在離12點有z個刻度的地方.

時針走一點時,分針要轉一圈,也就是要轉60個刻度.如果時針指向x點鐘,分針要轉x圈,要轉過60x個刻度.現在時針指向x點y分,分針從12點起已轉過了60x+y個刻度.

由於時針運轉的速度是分針的十二分之一,所以時針轉過的刻度是

z=個把時針、分針對調以後,設所指時刻為x1點z分,這時時針離12點有y個刻度

y=個這樣就得到了一組不定方程組.

其中x1和x是不大於11的正整數或0.

讓x1和x取0到11的各種數值時,可以搭配出144組解.但是當x=0,x1=0時是時針、分針同時指向12點;而x=11,x1=11時算出y=60,z=60是11點60分,即12點.這樣x=0,x1=0與x=11,x1=1是同一組解.

因此,這組不定方程只有143組解.

比如,當x=1,x1=1時,解出y=5,z=5說明1點5分時,兩針重合,可以對調;

當x=2,x1=3時,解出y=15,z=11就是2點15分與3點11分兩針可以對調.

愛因斯坦的朋友十分欽佩愛因斯坦的解題能力.

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