用圆形的表来实现圆的十一等分

用圆形的表来实现圆的十一等分

偶然刷到的一个短视频: https://www.youtube.com/shorts/dork6Os77ek

这里提出了一个观点:十二个小时之内,时针和分针会相遇十二次,而首尾两次(12:00)是重合的,因此,把时针与分针相遇时的位置记录下来,就可以把圆盘分成十一份了。

不考虑精度(反正是用手切,因此其精度终归是有限的),从抬杠的角度,我们还需要解决一些其他问题。例如,相邻的两次时针与分针重合的时间间隔是固定的吗?以及每次重合的时间都是什么时候?

表针转动一圈一共是 2 pi,一圈一共12小时,因此每小时转动 {2 pi}/12。由于每小时有60分钟,因此时针每分钟转动{2 pi}/(12*60)={2 pi}/720=pi/360

类似地,分针转动一圈一共是2 pi,一圈1小时,由于每小时有60分钟,因此分针每分钟转动{2 pi}/60=pi/30

t为以12:00为起点算起的分钟数,我们可以得到此时时针转动了 {t pi}/360。类似地,分针转动了 {t pi}/30。注意到时针在12个小时之内只转一圈,而分针可能转过很多圈,不妨令n为分针转过的完整圈数,这样我们可以把分针的位置表达为{{t pi}/30}-{n * 2pi}

如此一来,「时针与分针重合」就可以用方程表达为:

{t pi}/360 = {{t pi}/30}-{n * 2pi}

等式两边都乘以360,得到:

t pi = 12t pi - 720n pi

于是

11t pi = 720n pi

于是

t = {720/11}n

由于n是整数,因此重合的时间就是以12:00为起点,间隔720/11分钟的时间,因此这些时针分针重合的点确实可以把圆周分成11等分。这个间隔是一个循环小数,大约是65.45分钟,或65分27秒多一点。

据此我们可以计算出如下的表格:

n时间
012:00
11:05
22:11
33:16
44:22
55:27
66:33
77:38
88:44
99:49
1010:55
1112:00
notes/math/slice_circle_into_11_pieces.txt · 最后更改: 2024/08/16 07:05