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  • 1 # 使用者5963772408163

    解決這個問題的關鍵在於,如何確定 內,三個指標任意兩個指標所成角度均大於 的時間集合,然後計算交集即為 的所有時間集合,再運算即可。

    可以用相對運動的思想和模運算的思想來做。

    首先,定義秒針的角速度為 ,顯然, ,則,分針的角速度為 ,時針為 。

    由於我們只關注指標的夾角,忽略其他的位置引數。我們可以用相對運動分析任意兩指標的情況。

    如:秒針和分針的情況:

    我們設在一天的時間 內,定義時間座標 ,計算秒針和分針夾角不小於 下的解 。一種自然而然的想法即將分針看做不動,秒針以相對角速度 運動,這樣就簡化為了一個指標的圓周運動。

    在這個圓周運動中,秒針每轉 角度就歸零一次,因此指標夾角 是滿足模為 的模運算的,即運算中需要對指標夾角 取 的餘數: (暫時不知道知乎編輯器怎麼打出mod運算,只能先用|a|代替模運算子號%)

    另外,我們還需要注意,兩個指標的夾角最大是 ,超過了 ,兩指標的夾角將會取對應的劣角。這說明 即是滿足指標夾角不小於 的不等式方程。

    在進行了兩方面的分析後,我們自然而然可以解不等式方程:

    而 ,帶入求解得:

    其中,

    與上同理,我們可以依次解出時針和分針,時針和秒針的情況,分別為:

    解得:

    將三個解集求交集後,計算交集 即為 的解集,在這裡不再寫出,計算出 的區間長度 ,計算 ,即為所求鐘錶指標最小夾角大於 90° 的時間佔一天中的比例。

    用matlab跑一下,計算約得:6.2508%(精確到四位小數)

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