Решение задачи (пояснение шаг за шагом)
Задача: есть два часовых механизма. Оба часавеча (часовая и минутная стрелки) изначально смотрят вверх. Один часы работают нормально, другой — идут назад и в 3 раза быстрее нормальных. Сколько раз за следующие 23 часа 59 минут они будут показывать одинаковое время (не считая начального положения)?
- Обозначения
- Пусть t — прошедшее время в часы от начала (t > 0).
- Нормальные часы показывают время t (в часах) по модулю 12.
- Испорченные часы показывают время −3t (по модулю 12), потому что они идут назад и в 3 раза быстрее.
Условие равенства показаний
Чтобы часы показывали одно и то же время, нужно,
t ≡ −3t (mod 12).
Решение congruence
t ≡ −3t (mod 12) => 4t ≡ 0 (mod 12).
Это значит, что 4t должна быть кратна 12, то есть t должна быть кратна 3:
t = 3k, где k — целое число.
- Пробежимся по допустимому диапазону
Нужно 0 < t < 23 часы 59 минут ≈ 23.9833 часа.
t = 3k должны попадать в этот диапазон.
k = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 дают t = 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 часов.
k = 8 даёт t = 24 часов, что выходит за пределы (23:59).
Итого получается 7 моментов: в 3:00, 6:00, 9:00, 12:00, 15:00, 18:00 и 21:00.
- Проверка
Например, в t = 3 часа:
- нормальные часы показывают 3:00.
- испорченные показывают −3·3 = −9 часов ≡ 3 часов по модулю 12, то есть 3:00.
Так что показатели совпадают. Аналогично для остальных моментов.
Ответ: 7 раз.