¿Cuál es la probabilidad de que la manecilla de minutos y la manecilla de hora de un reloj formen un ángulo agudo en un momento dado?

Muy buena pregunta

Suponiendo un ciclo de tiempo, es decir, de 0: 00–11: 59. Tiene un total de 720 minutos.

Considere que [math] t [/ math] minutos han pasado (donde [math] t [/ math] es variable). Entonces, [matemáticas] \ dfrac {t} {60} [/ matemáticas] han pasado horas.

Por horas a mano.

[matemáticas] 12 horas [/ matemáticas] [matemáticas] → [/ matemáticas] [matemáticas] 360 ° [/ matemáticas]

[matemáticas] 1 hora → 30 ° [/ matemáticas]

[matemáticas] \ dfrac {t} {60} horas → 30t / 60 = (t / 2) ° [/ matemáticas]

Esto será válido para todos los valores de [matemática] t [/ matemática] porque en un ciclo, la manecilla de horas completará solo una rotación.

Pero por otro lado (el minutero: P) completaría 12 rotaciones

Así que por minutos mano.

[matemáticas] Caso 1: 0 [/ matemáticas] [matemáticas] <t <60. [/ matemáticas]

[matemáticas] 60 min → 360 ° [/ matemáticas]

[matemáticas] 1min → 6 ° [/ matemáticas]

[matemáticas] t [/ matemáticas] [matemáticas] min → (6t) ° [/ matemáticas]

[matemáticas] Caso 2: [/ matemáticas] [matemáticas] 60 <t <120 [/ matemáticas]

Funciona igual que el anterior pero, [matemáticas] ángulo = 360 ° -6t ° [/ matemáticas]

Porque ya ha cubierto una rotación.

Del mismo modo [matemáticas] caso3 [/ matemáticas] [matemáticas] 120 <t <180. [/ Matemáticas]

[matemáticas] Ángulo = 720-6t [/ matemáticas]

[matemáticas] 180 <t <240 → ángulo = 1080-6t [/ matemáticas]

Y así sucesivamente hasta [matemáticas] t <720. [/ Matemáticas] es decir, [matemáticas] caso12 [/ matemáticas]

Luego tomaremos la diferencia entre el ángulo movido por la manecilla de minutos y la manecilla de horas, que sería el y entre ellos en términos de [matemáticas] t [/ matemáticas]. Entonces hemos calculado el ángulo en función del tiempo. Entonces lo equipararíamos a <90 ° en cada caso por separado. Esto tomaría 12 casos diferentes para minutos y, por lo tanto, sería largo. Lo haré solo para el caso 1 y el caso 2 y calcularé la probabilidad para ellos. Del mismo modo, debe hacerse para todos los casos. El promedio de todas las probabilidades será la probabilidad total para cualquier momento dado.

Nota: aquí tomamos el promedio porque el caso 1 es parte de la situación total. El caso 2 es otra parte de la misma situación, etc. Entonces, la probabilidad de que el ángulo sea agudo en cualquier momento t (que puede estar en cualquiera de los 12 casos) es su promedio.

La respuesta en fracción es 6/11 .

Arigatō !

Supongamos que la manecilla de la hora está fijada en 3

Ahora el ángulo agudo es posible cuando la manecilla de los minutos está entre 12 y 6, y hay exactamente ½ posibilidad de que el ángulo de munita esté entre 12 y 6

En este caso supusimos que la manecilla de la hora está a las 3, puede suponer que en cualquier caso, la posibilidad de 90 ° será constante (½)

Entonces ans es ½

Deje que el minutero se fije en 12 sin pérdida de generalidad. Ahora,

Como los ángulos agudos están solo en el primer cuadrante (<90 grados), podemos decir con seguridad que la probabilidad de un ángulo agudo es 1/4.