日常生活开玩笑的时侯,形容一个长着“八字眉”的人的眉毛就像“8点20分”一样。这是非常形象的描述,但是我们仔细想一想会发现,这个形容并不精确。
事实上,用钟表上的时针和分针描述“八字眉”时,两针应该处于对称位置,也就是说两针应该以钟表上“6”和“12”两点的联线为对称轴,而“8点20分”时分针指向“4”,时针指向“8”与“9”之间距“8”的三分之一处(如图1),这时显然两针并不处于对称位置。那么“八字眉”到底应该是几点几分呢?
为了借助行程问题的解决方法,我们规定时针一小时转过的一格为一个路程单位,这样时针的转动速度就是每分钟1/60格,分针的转动速度是每分钟1/5格。
直观上不难看出,“八字眉”的时刻应该是8点15分至8点20分之间。所谓时针与分针处于对称位置,实际上就是8点多钟的某一时刻,时针、分针所指向的位置与钟表上数字“6”所在位置的距离相等。
从8点整开始想,这时时针指向“8”,分针指向“12”,假设从这时到两针所指位置与数字“6”的位置距离相等用了x分钟,分别将时针与分针过x分钟后与数字“6”的距离表示出来,就可以列出如下方程:
2+x÷60=6-x÷5
等式两边同时乘以60得到:
(2+x÷60)×60=(6-x÷5)×60
利用乘法对加法和减法的分配律得到:
120+x=360-12x 13x=240
x=240÷13=18+6÷13
这个数用带分数表示就是18又6/13,它近似于18.5,所以要是精确地说“八字眉”的时刻应该是“8点18又6/13分”,近似于“8点18.5分”。
因为两针与“6”的距离相等,也就是与“12”的位置距离相等,所以还可以分别将两针过x分钟后与“12”的距离表示出来列方程:
4-x÷60=x÷5
等式两边同时乘以60得到:
240-x=12x 13x=240 x=240÷13
与前边方程的结果相同。
通过这个“八字眉”问题的解决,我们应该明白这样一个道理,日常生活中处处存在着各式各样的问题,我们应该随时去发现它们;我们所学的数学知识是解决这些问题的有力工具。
由“八字眉”问题想到的问题
在前面的“八字眉”问题中,我们找到了钟表上时针和分针在8点多钟时处于对称位置的时刻是“8点18又6/13分”。解决了一个问题后,还要想一想有没有类似的问题可以用这个方法一并解决。
很自然地应该想到,除了“8点18又6/13分”,还有没有其它时刻时针与分针也处于对称位置?如果有,共有几次?它们分别在哪一时刻?
先来考虑0点多钟的情况。
直观上看,0点50多分的时候应该有两针处于对称位置的时刻(如图2),运用前面的方法来计算一下。
假设从0点整开始,经过x分钟两针处于对称位置,分别将它们与“12”的距离表示出来,可以列出方程:
x÷60=12-x÷5
等式两边同时乘以60得到:
x=720-12x 13x=720
x=720÷13=55+5/13
所以在“0点55又5/13分”这一时刻,时针与分针处于对称位置。请同学们想一想上面的方程还可以怎样列?
现在看来,每一个小时内都有两针处于对称位置的时刻,那么从0点整到12点整这12个小时中,这样的时刻出现了多少次呢?每一次分别在哪一时刻?这些问题的解决留给同学们自己去完成。
我们解决的“八字眉”问题实际上是求钟表上时针与分针的相对位置是哪一时刻的问题,诸如此类的问题还有很多,比如:在哪一时刻时针与分针重合、垂直、成30度角等等。同学们可以自己去研究、探索。所遵循的步骤是先把问题想明白并叙述清楚,再考虑运用哪一部分的数学知识和方法,最后再来解决问题,即使做不好或做错了也不要紧,关键是“要想、要做”,长此以往,必有收获。