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时针和分针旋转中的数学问题

(2013-09-06 10:30:33)
标签:

九龙山中学

福星杨成

数学教学

分针旋转

时钟问题

杂谈

分类: 数学教学

摘要:钟表的时针与分针旋转中的数学问题解答,对中学生来说是比较难的。需要理清解决思路,学习一些巧妙解法。

关键词:时针与分针问题、钟针对调问题、解决思路

1、钟表时针与分针角度计算误解的矫正

《人教版七年级数学上册·倍速学习法》(2009年版)p124有一例题:在1时几分时,钟表的时针与分针互相垂直?原书的分析:要使钟表中的时针与分针互相垂直,即夹角为90°,应注意到一周中两直线互相垂直的情况有两种,而对于此题即为分针比时针多走90°或多走270°。又知分针的速度为每分钟6°,时针的速度为每分钟0.5°,设1时x分时,钟表的时针与分针互相垂直,由题意得6x=0.5x+90°或6x=0.5x+270°,解之可得未知数x的值。

这种分析解答是有问题的。理由是在1点时,钟表的时针与分针不重合,时针指向1,分针指向12,分针与时针相差一个大格,即此时分针与时针夹角为30°。当钟表时针与分针互相垂直时,说明分针比时针多走30°+90°=120°;或30°+270°=300°。设1时x分时,钟表时针与分针互相垂直,由题意得6x=0.5x+30°+90°或6x=0.5x+30°+270°,解之可得未知数x的值。

2、钟表的时针与分针旋转中的数学问题解决思路

《人教版七年级数学上册教师教学用书》第三章一元一次方程拓展资源,专门举例说明用方程研究钟表中的问题。解决钟表的时针与分针旋转中的数学问题,需要数形结合,分类讨论,把图形问题转化为代数行程问题,依靠方程模型思想探索解答思路。

最典型的题目,一般是求在已知的某个整点之后,什么时刻时针与分针重合、成直角或者成一条直线。解决问题的基本思路之一是:①、整点开始时,时针与分针的夹角是多少度。②、两针重合、成直角或者成一条直线时,分针应该比时针多转多少度。③、每分钟分针比时针多转多少度。④、分针比时针多转这么多度需要多少分钟。⑤、给出问题的解。解决问题的基本思路之二是:①、整点开始时,时针在分针前面多少格。②、两针重合、成直角或者成一条直线时,分针应该比时针多走多少格。③、每分钟分针比时针多走多少格。④、分针比时针多走这么多格需要多少分钟。⑤、给出问题的解。

上面的例题就可以用这两种思路去解答。

3、钟表钟针对调问题巧解

有时,同学们做一件事,意外发现从开始到结束,钟面上时针和分钟恰好交换了位置,这就是“钟表钟针对调问题”。首师大附中的原题:老师召开班会。会议开始时候老师看了一下时间,时针在3、4之间,分针在5、6之间。到会议结束时老师又看了时间,时针在5、6之间,分针在3、4之间。问:①会议开始时间?②会议结束时间?③会议持续多长时间(精确到分)

这类题解法很多。赵德超博士介绍了一种最简便的方法(三句口诀)。口诀是:① 时针十二、分针一 (一小时时间,时针走5格,分针走一圈即60格);②开始分针定结束  (用开始时间的分针,确定事件结束的时间); ③结束分针定开始  (用结束时间的分针,确定事件开始的时间)。

分析过程:第一句口诀:分针十二,时针一。一小时,分针走60格,时针只走5格,相当于分针每走12格,时针走一格。第二句口诀:开始分针定结束。根据开始时候分针的位置,确定事件结束的时间。开始时候,分针在5、6之间,所以开始为 3:25 - 3:30 之间(分针走了25格到30格),根据“分针时针12格、时针1格”的原理,开始时候的时针从“3”出发,走了两格多、不到两格半。因为开始时的时针位置,就是结束时候的分针位置。结束时间的分针就在 3 的后面两格到两格半之间。因此,确定的结束时间是:5:17分 5:17分半不到(取5:17分)。 第三句口诀:结束分针定开始。根据结束时候分针的位置,确定事件开始的时间。结束时候,分针在3、4之间,所以结束时间为 5:15 - 5:20 之间(分针走了15格到20格),根据“分针时针12格、时针1格”的原理,结束时候的时针从“5”出发,走了一格至一格半。因为结束时的时针位置,就是开始时候的分针位置。开始时间的分针就在 5的后面一格到一格半之间。因此,确定的开始时间是:3:26分 3:26分半不到 (取3:26分)。会议持续时间:二者相减,会议持续了接近 111 分钟。更精确的计算结果,会议持续了 110又13分之10 分钟。 该题答案:开始时间 3:26 分,结束时间 5:17 分,会议持续 111 分钟(精确到分)。

参考文献:

1、妙解时针分针对调问题

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6941cc6b0102dxb9.html

2、时钟问题的简便解法

http://zhoushijingguo.blog.163.com/blog/static/153596636201010149363913/

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