Алгоритъм на кубчето на Рубик 3x3 за начинаещи. Шаблони върху кубчето на Рубик 3x3

2024 Автор: Sierra Becker | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-26 04:24

През 1975 г. скулпторът Ерне Рубик патентова своето изобретение, наречено "Вълшебният куб". Повече от 40 години всички права върху пъзела принадлежат на компанията на близък приятел на изобретателя - Том Крьонер - наречена Seven Towns Ltd. Английската фирма контролира производството и продажбата на куба по целия свят. В Унгария, Германия, Португалия и Китай пъзелът е запазил оригиналното си име, в други страни играчката се нарича кубчето на Рубик.

Варианти на пъзели

Класическият куб на Рубик е 3 на 3 квадрата. С течение на времето те измислиха огромен брой форми и размери за играчки. Никой не може да изненада никого с пъзел под формата на пирамида или куб 17x17. Въпреки това човечеството никога не почива на лаврите си.

Очевидно няма схема за сглобяване за начинаещи на този куб. Процесът на сглобяване и решаване на пъзела може да отнеме години. Напоследък интересът към куба расте не само в Азия и Европа, но и в Европакъдето играчката не беше много популярна, например в САЩ. Един от феновете на кубчето на Рубик засне сглобяването на пъзела 17 на 17. Общата продължителност на видеото е 7,5 часа, заснемането е извършено през седмицата.

Нарастващото търсене създава предлагане. Понякога моделите за продажба са невероятни и не винаги е ясно как ще изглеждат, когато са сглобени. Всяка страна има своето любимо разнообразие от играчки.

Какво е speedcubing?

Феновете на играта организират истински състезания в скоростта на решаване на куба. В продажба има специални "високоскоростни" пъзели. Механизмът на въртене на такива кубчета на Рубик е много качествен, а завъртанията на лицата и редовете могат да се извършват с движение на един пръст.

World Cube Association (WCA) е организация с нестопанска цел, подкрепяща движението speedcubing. WCA редовно организира състезания по целия свят. Почти всички държави имат представители на организацията. Всеки може да стане участник в събитие speedcubing, просто трябва да се регистрирате в сайта и да отговаряте на стандарта за монтаж. Най-популярната дисциплина в такива състезания е скоростното сглобяване на куба на Рубик 3x3. Стандартът за участие е 3 минути, но дори и човек да не може да реши проблема в определеното време, пак ще бъде допуснат до събитието. Можете да се регистрирате за всяка дисциплина, но трябва да дойдете със свой собствен пъзел.

Рекордът за решаване на кубчето на Рубик 3x3 принадлежи на Sub1, робот, създаден от инженер Алберт Биър. Машината е в състояние да реши пъзела за акциисекунди, докато на човек са необходими 4,7 секунди (постижение на Матс Валк през 2016 г.). Както можете да видите, участниците в движението speedcubing имат на кого да се издигнат.

Какви алгоритми съществуват за решаване на кубче на Рубик 3x3?

Има много начини за решаване на известния пъзел. Разработени са варианти на схеми за сглобяване на куб на Рубик 3x3 както за начинаещи, така и за напреднали със сложни схеми: 4x4, 6x6 и дори 17x17.

Вариантът на пъзел 3x3 се счита за любима класика от повечето фенове. Следователно, има много повече инструкции как да решите кубчето на Рубик 3x3 от всички други.

Как трябва да изглежда пъзелът?

Възможно е сглобяване на играчка по схема само от предварително подготвена позиция. Ако шаблоните върху лицата на куба са разположени неправилно, тогава няма да е възможно да го решите с помощта на алгоритъма за сглобяване на куба на Рубик 3x3 за начинаещи. Има набор от такива позиции за различни решения.

Фигурата показва "бял кръст" или просто "кръст" - отправната точка на най-лесния начин за решаване на кубче на Рубик 3x3. Препоръчва се играчката да се разглобява и сгъва правилно.

Обозначения на схемата и начини за завъртане на куба

Преди да започнете да разглобявате формулите на куба на Рубик 3x3, трябва да научите нотацията, използвана в speedcubing. Всички движения на пъзела са обозначени с главни букви. Липсата на апостроф над символа означава, че въртенето е по посока на часовниковата стрелка, ако символъте, след което завъртете в обратна посока.

Общоприети са първите букви на английски (или руски) думи, обозначаващи движения:

• отпред - F или Ф - завъртане на предната страна;
• back - B или T - завъртане отзад;
• ляво - L или L - завъртане на левия ред;
• надясно - R или R - завъртане на дясно на ред;
• нагоре - U или B - завъртане на горния ред;
• надолу -D или H - завъртане на долния ред.

Също така, указателите могат да се използват за промяна на позицията на куба в пространството - движения за прихващане. Тук също всичко е просто, от училищния курс по геометрия всеки знае координатните оси X, Y и Z. Движението на X означава, че кубът трябва да се завърти от лицето F до мястото на лицето U, когато преместване Y - F, трябва да стане L, а при завъртане Z - F се премества в R.

Следната група символи се използва рядко, използва се при изготвяне на шаблони от шаблони:

• M - завой на средния ред, между дясно (R/R) и ляво (L/L);
• S - завой на средния ред, между отпред (F/F) и отзад (B/T);
• E - завъртете средния ред, между горния (U/B) и долния (D/H).

Защо да събирате шарки върху лицата на куба?

На срещите по speedcubing те се състезават не само в решаването на пъзели, но и в способността да правят различни модели върху кубчето на Рубик 3x3. Те правят това, за да съберат бързо и лесно куба в желаната позиция.

Има огромен брой схеми за сглобяване на различни модели: "точки", "шах", "точки с шах","зигзаг", "зидар", "куб в куб в куб" и много други. Само за класическия пъзел има повече от 46. Майсторите на Speedcubing смятат за срамно да разглобяват играчката. Освен това правенето на шаблони върху кубчето на Рубик 3x3 е чудесен начин да практикувате и подобрявате уменията си.

Картината показва вариации на различни модели на пъзел. По-долу има още няколко формули за сглобяване на най-интересните модели от позицията на кръста:

• шах - M²E²S^2;
• zigzag - (PLFT)3;
• four z - (PLFT)³B²N^2;
• Plummer's cross - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• куб в куб в куб - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

Алгоритъмът на кубчето на Рубик 3x3 за начинаещи

Въпреки че има много начини за решаване на пъзела, прости и ясни схеми за начинаещи не са толкова лесни за намиране. С всяка завършена стъпка на сглобяване, формулите на куба 3x3 на Rubik стават по-трудни. Необходимо е не само правилно да промените шаблона, но и да запазите това, което е направено преди. По-долу е една от опциите за това как лесно да решите кубчето на Рубик 3x3.

Условно целият процес може да бъде разделен на следните етапи:

1. Сглобяване на кръста в горната част на куба.
2. Правилен състав на цялото горно лице.
3. Работа върху средните слоеве.
4. Правилно сглобяване на ребрата на последния ред.
5. Кръстосан монтаждолен ръб.
6. Правилна ориентация на ъглите на последното лице на куба.

Решаване на пъзели - подготвителна работа

Първата стъпка е най-лесната. Начинаещите могат да опитат ръката си и да практикуват да правят модели на кубчета според предоставените инструкции, но този процес ще отнеме много време.

Трябва да изберете горното лице и цвета, който ще бъде събран първи. Алгоритъмът за сглобяване на куб на Рубик 3x3 за начинаещи е разработен от позиция "кръст". Не е трудно да го направите, трябва да изберете централния цвят, да намерите 4 ръбови елемента от същия нюанс и да ги повдигнете до избраното лице. Цветната стрелка на снимката показва желаната част. Опциите за местоположението на желания елемент могат да бъдат различни, в зависимост от това са описани 2 последователности от действия A и B. Трудността се състои в продължаването на кръста по страните на куба. Можете да разгледате по-отблизо крайната форма на сцената в изображението, публикувано по-горе.

Решение на пъзела - работете върху средния ред

На този етап от куба на Рубик 3x3 за начинаещи трябва да намерите и сглобите ъгловите елементи на горната част. Крайният резултат трябва да бъде пълното решение на кръста и горния ред на пъзела.

Изображението показва три възможни фасетни модела. Избирайки един от методите A, B или C, трябва да съберете всичките 4 ъгъла на куба. запомняйкиалгоритми за въртене и практикуването им, се придобиват умения и овладяване на сглобяването на пъзели. Безсмислено е да разглеждате формули и да си представяте процеса, много по-лесно е да вземете куб и да опитате всички методи на практика.

Третата стъпка изглежда проста, но е само привидност. За решаването му са описани две ситуации на шаблони и съответно се съставят две формули за ротация. Когато ги прилагате, си струва да запомните да запазите постигнатите по-рано резултати. Майсторите постоянно пазят в паметта последните 3-4 завъртания, така че в случай на неуспех да върнат куба в първоначалното му състояние.

За да решите пъзела, трябва да го завъртите по координатната ос в търсене на необходимите елементи и да работите с тях. Такива движения рядко се показват във формули, само в специални случаи. Препоръчително е да започнете да сглобявате ръбове от елементите на долните редове, след такива завъртания всички необходими кубчета ще се спуснат от средния ред към долния ред.

Решаване на пъзела - съставяне на втория кръст

На четвъртия етап играчката се обръща с главата надолу. Решаването на последното лице е най-трудната част от алгоритъма на куба на Рубик 3x3 за начинаещи. Формулите за въртене са дълги и сложни и тяхното изпълнение ще изисква специални грижи. Целта на действието е да се поставят ребристите елементи на местата им за по-нататъшно изчертаване на кръста. Ориентацията на ребрата може да е неправилна. Формула за движение на кубима само един и трябва да се прилага до достигане на целта на етапа.

Въртенията на петия етап са насочени към завъртане на елементите на дясната страна. Неговата особеност се крие във факта, че и за трите шаблона на фигурата се използва една и съща формула за въртене, единствената разлика е в ориентацията на самия куб.

Формулите за движенията на 5-ти етап са както следва:

• (PS_N)⁴ V (PS_N) ^{4 B' – опция “A”;}
• (PS_N)⁴ B' (PS_N) ^{4 C - опция "B";}
• (PS_N)⁴ B² (PS_N)⁴ B^{2 – B опция.}

С_{Н е въртенето на средния ред по посока на часовниковата стрелка, а степента над скобата е броят на повторенията на действията в скоби.}

Решаване на пъзели - Последни завъртания

На шестия етап, както и на четвъртия, необходимите кубчета се поставят на местата им, независимо от тяхната ориентация. Пъзелът трябва да се завърти така, че елементът, който вече е на правилното място, да се намира в далечния ляв ъгъл в горната част на куба. Предложените опции за решаване на формулата се отразяват взаимно. Необходимо е да се повтарят ротациите, докато се постигне желаният резултат.

Седмият етап е най-тържественият и най-трудният. При завъртане на куба нарушенията във вече сглобени редове са неизбежни. Ще трябванапълно се съсредоточете върху движенията, в противен случай резултатът от сглобяването може да бъде безвъзвратно разрушен. Както и в петия етап, има само една последователност от движения, но се повтаря 4 пъти. Първо се извършват завъртания за ориентиране на елемента, след това се извършват обратни завъртания за възстановяване на счупени редове.

Не трябва да се забравя записването на движения с помощта на знаците на английската азбука. Формулите за движенията на лицата и редовете на куба на този етап са както следва:

• (RF'R'F)² U (RF'R'F)^{2 – опция "a";}
• (RF'R'F)² U' (RF'R'F)^{2– опция "b";}
• (RF'R'F)² U² (RF'R'F)^{2– опция "в".}

B - завъртане на горното лице на 90 градуса, B' - завъртане на същото лице обратно на часовниковата стрелка и B2 - двойно завъртане.

Сложността на етапа е в правилната оценка на разположението на елементите и избора на необходимата опция за ротация. Може да е трудно за начинаещите веднага да идентифицират правилно шаблона и да го съпоставят с правилната формула.

Кубът на Рубик и децата

Трикият пъзел е интересен не само за възрастни, но и за деца. Тийнейджърите станаха световни рекордьори за решаване на куба на Рубик. През 2015 г. Колин Бърнс, който по това време е само на 15 години, сглобява играчката за 5,2 секунди.

Проста, но забавна играчка, която продължава да интригува по-младото поколение повече от 5 десетилетия. Детското хоби често прераства в професия. Съществуват математически методи за оценка на решението на задачите с куба на Рубик. Този клон на математиката се използва заизготвяне и писане на алгоритми за решения за автоматизирани компютри. Роботи, които наистина търсят начини за решаване на куба и не следват предварително задвижван алгоритъм на движения, решават пъзела за 3 секунди, например CubeStormer 3.