从0时到3时,分针与时针成60度有 次.

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完整解法

1. 确定分针和时针的相对速度及时间范围

设从 00 时起经过了 xx 分钟(0≤x≤1800 \le x \le 180),分针与时针夹角为 60∘60^\circ。
分针每分钟转过的角度为:360∘60=6∘\frac{360^\circ}{60} = 6^\circ;
时针每分钟转过的角度为:360∘12×60=0.5∘\frac{360^\circ}{12 \times 60} = 0.5^\circ;
分针相对于时针的相对速度为:6∘−0.5∘=5.5∘/min6^\circ - 0.5^\circ = 5.5^\circ/\text{min}。
在 00 时到 33 时共 33 小时内,分针相对于时针转过的总角度范围为 5.5x5.5x,由于 0≤x≤1800 \le x \le 180,所以 0≤5.5x≤990∘0 \le 5.5x \le 990^\circ。

2. 讨论分针在时针前面成 $60^\circ$ 夹角的情况

当分针在时针前面成 60∘60^\circ 时,两针的相对位置满足:
5.5x=360∘×n+60∘(n∈Z)5.5x = 360^\circ \times n + 60^\circ \quad (n \in \mathbb{Z})
代入 0≤5.5x≤990∘0 \le 5.5x \le 990^\circ:
0≤360∘×n+60∘≤990∘0 \le 360^\circ \times n + 60^\circ \le 990^\circ
−16≤n≤3112≈2.58-\frac{1}{6} \le n \le \frac{31}{12} \approx 2.58
因为 nn 为整数,所以 nn 可取 0,1,20, 1, 2,共 33 个解,对应 33 次成 60∘60^\circ 角的位置。

3. 讨论分针在时针后面成 $60^\circ$ 夹角的情况

当分针在时针后面成 60∘60^\circ 时(即分针落后时针 60∘60^\circ,或者说分针领先时针 300∘300^\circ),两针的相对位置满足:
5.5x=360∘×n−60∘(n∈Z)5.5x = 360^\circ \times n - 60^\circ \quad (n \in \mathbb{Z})
代入 0≤5.5x≤990∘0 \le 5.5x \le 990^\circ:
0≤360∘×n−60∘≤990∘0 \le 360^\circ \times n - 60^\circ \le 990^\circ
16≤n≤3512≈2.92\frac{1}{6} \le n \le \frac{35}{12} \approx 2.92
因为 nn 为整数,所以 nn 可取 1,21, 2,共 22 个解,对应 22 次成 60∘60^\circ 角的位置。

4. 求和得出总次数

综上所述,满足条件的总次数为:
3+2=5(次)3 + 2 = 5\text{(次)}
从 00 时到 33 时,分针与时针成 60∘60^\circ 的次数为 55 次。

答案

5

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