Trong ba kim đồng hồ, kim giờ chạy chậm nhất. Ta tính xem sau chu kỳ bao lâu thì kim phút và kim giây gặp lại kim giờ.
Ta có:
Trong 1 giờ, kim giờ chạy được 1/12 vòng
Trong 1 giờ, kim phút chạy được 1 vòng
Mỗi giờ kim phút chạy nhanh hơn kim giờ là:
1 - 1/12 = 11/12 (vòng)
Để kim phút gặp lại kim giờ thì kim phút phải chạy nhiều hơn kim giờ đúng 1 vòng. Vậy thời gian để kim phút gặp lại kim giờ là:
1 : 11/12 = 12/11 (giờ)
Tương tự, ta có:
Trong 1 giờ, kim giờ chạy được 1/12 vòng
Trong 1 giờ, kim giây chạy được 60 vòng
Mỗi giờ kim giây chạy nhanh hơn kim giờ là:
60 - 1/12 = 719/12 (vòng)
Để kim giây gặp lại kim giờ thì kim giây phải chạy nhiều hơn kim giờ đúng 1 vòng. Vậy thời gian để kim giây gặp lại kim giờ là:
1 : 719/12 = 12/719 (giờ)
Như vây:
- Sau các khoảng thời gian: 12/719 giờ, 2 x 12/719 giờ, 3 x 12/719
giờ, ..., k x 12/719 giờ, ... thì kim giây gặp lại kim giờ. (k là số tự
nhiên).
- Sau các khoảng thời gian: 12/11 giờ, 2 x 12/11 giờ, 3 x 12/11 giờ,
..., m x 12/11 giờ, ... thì kim phút gặp lại kim giờ. (m là số tự nhiên)
Để ba kim trùng nhau thì kim giây và kim phút cùng gặp lại kim giờ. Tức là:
k x 12/719 = m x 12/11
k x 11 = m x 719
Các số tự nhiên k và m nhỏ nhất thỏa mãn điều kiện trên là: k = 719 và m = 11.
Tức là sau ít nhất: k x 12/719 = 719 x 12/719 = 12 giờ thì ba kim lại trùng nhau.
Đáp số: 12 giờ.