Algoritma 3x3 kiub Rubik untuk pemula. Corak pada Kiub Rubik 3x3

2024 Pengarang: Sierra Becker | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-02-26 06:01

Pada tahun 1975, pengukir Erne Rubik telah mempatenkan ciptaannya yang dipanggil "Magic Cube". Selama lebih daripada 40 tahun, semua hak untuk teka-teki telah menjadi milik syarikat rakan rapat pencipta - Tom Kroener - dipanggil Seven Towns Ltd. Firma Inggeris mengawal pengeluaran dan penjualan kiub di seluruh dunia. Di Hungary, Jerman, Portugal dan China, teka-teki itu mengekalkan nama asalnya, di negara lain mainan itu dipanggil Rubik's Cube.

variasi teka-teki

Kiub Rubik klasik ialah 3 kali 3 segi empat sama. Lama kelamaan, mereka menghasilkan sejumlah besar bentuk dan saiz untuk mainan. Tiada siapa yang boleh mengejutkan sesiapa sahaja dengan teka-teki dalam bentuk piramid atau kubus 17x17. Walau bagaimanapun, manusia tidak pernah berpuas hati.

Jelas sekali, tiada skim pemasangan untuk pemula kiub ini. Proses memasang dan menyelesaikan teka-teki boleh mengambil masa bertahun-tahun. Baru-baru ini, minat terhadap kiub telah berkembang bukan sahaja di Asia dan Eropah, tetapi jugadi mana mainan itu tidak begitu popular, contohnya, di Amerika Syarikat. Salah seorang peminat Rubik's Cube merakam pemasangan teka-teki 17 kali 17. Panjang keseluruhan video ialah 7.5 jam, penggambaran dilakukan sepanjang minggu.

Permintaan yang semakin meningkat menghasilkan bekalan. Kadangkala model untuk dijual adalah luar biasa dan tidak selalunya jelas bagaimana ia akan kelihatan apabila dipasang. Setiap negara mempunyai pelbagai jenis mainan kegemarannya.

Apakah itu speedcubing?

Peminat permainan mengatur pertandingan sebenar dalam kelajuan menyelesaikan kubus. Dijual terdapat teka-teki "kelajuan tinggi" khas. Mekanisme putaran kiub Rubik sedemikian sangat berkualiti, dan pusingan muka dan baris boleh dilakukan dengan pergerakan satu jari.

World Cube Association (WCA) ialah organisasi bukan untung yang menyokong pergerakan speedcubing. WCA kerap menganjurkan pertandingan di seluruh dunia. Hampir semua negara mempunyai wakil organisasi. Sesiapa sahaja boleh menjadi peserta dalam acara speedcubing, anda hanya perlu mendaftar di tapak dan memenuhi piawaian pemasangan. Disiplin yang paling popular dalam pertandingan sebegini ialah pemasangan kelajuan Rubik's Cube 3x3. Standard untuk penyertaan ialah 3 minit, tetapi walaupun seseorang itu tidak dapat menyelesaikan masalah dalam masa yang ditetapkan, dia masih dibenarkan ke acara itu. Anda boleh mendaftar untuk sebarang disiplin, tetapi anda perlu datang dengan teka-teki anda sendiri.

Rekod untuk menyelesaikan Kiub Rubik 3x3 adalah milik Sub1, robot yang dicipta oleh jurutera Albert Beer. Mesin ini dapat menyelesaikan teka-teki untuk sahamsaat, manakala ia mengambil masa 4.7 saat untuk manusia (pencapaian oleh Mats Valk pada 2016). Seperti yang anda boleh lihat, para peserta dalam pergerakan speedcubing mempunyai seseorang untuk dilihat.

Apakah algoritma yang wujud untuk menyelesaikan Kiub Rubik 3x3?

Terdapat banyak cara untuk menyelesaikan teka-teki yang terkenal. Varian skim pemasangan kiub Rubik 3x3 telah dibangunkan untuk kedua-dua pemula dan lanjutan dengan skema rumit: 4x4, 6x6 dan juga 17x17.

Varian teka-teki 3x3 dianggap klasik kegemaran kebanyakan peminat. Oleh itu, terdapat lebih banyak arahan tentang cara menyelesaikan Kiub Rubik 3x3 berbanding yang lain.

Apakah rupa teka-teki itu?

Adalah mungkin untuk memasang mainan mengikut skema hanya dari kedudukan yang telah disediakan sebelumnya. Jika corak pada muka kubus terletak tidak betul, maka ia tidak akan dapat diselesaikan menggunakan algoritma pemasangan kiub Rubik 3x3 untuk pemula. Terdapat satu set kedudukan sedemikian untuk penyelesaian yang berbeza.

Rajah menunjukkan "palang putih" atau ringkasnya "palang" - titik permulaan cara termudah untuk menyelesaikan Kiub Rubik 3x3. Adalah disyorkan untuk membuka dan melipat mainan dengan betul.

Penetapan skema dan cara memutar kiub

Sebelum anda mula membuka formula Kiub Rubik 3x3, anda harus mempelajari tatatanda yang digunakan dalam kubus laju. Semua pergerakan teka-teki ditunjukkan dengan huruf besar. Ketiadaan apostrof di atas simbol bermakna putaran mengikut arah jam jika simbolialah, kemudian putar ke arah bertentangan.

Huruf pertama perkataan Inggeris (atau Rusia) yang menunjukkan pergerakan diterima umum:

• depan - F atau Ф - putaran bahagian hadapan;
• belakang - B atau T - putaran bahagian belakang;
• kiri - L atau L - putaran baris kiri;
• kanan - R atau R - putaran baris kanan;
• atas - U atau B - putaran baris atas;
• bawah -D atau H - putaran baris bawah.

Selain itu, penunjuk boleh digunakan untuk menukar kedudukan kubus dalam ruang - pergerakan pemintas. Di sini juga semuanya mudah, dari kursus geometri sekolah, semua orang tahu paksi koordinat X, Y dan Z. Pergerakan X bermakna kubus mesti diputar oleh muka F ke tempat muka U, apabila beralih Y - F, ia sepatutnya berlaku L, dan apabila berputar Z - F bergerak ke R.

Kumpulan simbol berikut jarang digunakan, ia digunakan semasa melukis corak corak:

• M - pusingan baris tengah, antara kanan (R/R) dan kiri (L/L);
• S - pusingan baris tengah, antara hadapan (F/F) dan belakang (B/T);
• E - pusing baris tengah, antara atas (U/B) dan bawah (D/H).

Mengapa mengumpul corak pada muka kubus?

Pada mesyuarat speedcubing, mereka bersaing bukan sahaja dalam menyelesaikan teka-teki, tetapi juga dalam keupayaan untuk membuat pelbagai corak pada Kiub Rubik 3x3. Mereka melakukan ini untuk mengumpulkan kubus dengan cepat dan mudah dalam kedudukan yang diingini.

Terdapat sejumlah besar skema untuk memasang pelbagai corak: "titik", "catur", "titik dengan catur","zigzag", "mason", "kiub dalam kiub dalam kiub" dan lain-lain lagi. Hanya untuk teka-teki klasik terdapat lebih daripada 46 daripadanya. Pakar Speedcubing menganggap memalukan untuk membuka mainan itu. Selain itu, membuat corak pada Kiub Rubik 3x3 ialah cara terbaik untuk berlatih dan meningkatkan kemahiran anda.

Gambar menunjukkan variasi corak teka-teki yang berbeza. Di bawah ialah beberapa lagi formula untuk memasang corak yang paling menarik dari kedudukan salib:

• catur - M²E²S^2;
• zigzag - (PLFT)3;
• empat z - (PLFT)³B²N^2;
• Palang Plummer - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• kubus dalam kubus dalam kubus - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

Algoritma Kiub Rubik 3x3 untuk Pemula

Walaupun terdapat banyak cara untuk menyelesaikan teka-teki, skema mudah dan jelas untuk pemula tidak begitu mudah dicari. Dengan setiap langkah pemasangan yang lengkap, formula kiub 3x3 Rubik menjadi lebih sukar. Ia adalah perlu bukan sahaja untuk menukar corak dengan betul, tetapi juga untuk menyimpan apa yang telah dilakukan sebelum ini. Di bawah ialah salah satu pilihan untuk menyelesaikan Kiub Rubik 3x3 dengan mudah.

Secara konvensional, keseluruhan proses boleh dibahagikan kepada peringkat berikut:

1. Perhimpunan salib di bahagian atas kubus.
2. Komposisi yang betul bagi keseluruhan bahagian atas muka.
3. Mengusahakan lapisan tengah.
4. Pemasangan tulang rusuk yang betul pada baris terakhir.
5. Perhimpunan silangtepi bawah.
6. Orientasi bucu muka terakhir kubus yang betul.

Penyelesaian Teka-teki - Kerja Persediaan

Langkah pertama adalah yang paling mudah. Pemula boleh mencuba tangan mereka dan berlatih membuat corak kiub mengikut arahan yang diberikan, tetapi proses ini akan mengambil masa yang lama.

Anda perlu memilih muka atas dan warna yang akan dikumpul dahulu. Algoritma pemasangan kiub Rubik 3x3 untuk pemula dibangunkan dari kedudukan "salib". Tidak sukar untuk membuatnya, anda perlu memilih warna tengah, cari 4 elemen tepi teduh yang sama dan naikkan ke muka yang dipilih. Anak panah berwarna dalam gambar menunjukkan bahagian yang dikehendaki. Pilihan untuk lokasi elemen yang dikehendaki mungkin berbeza, bergantung pada ini, 2 urutan tindakan A dan B diterangkan. Kesukarannya terletak pada meneruskan salib di sepanjang sisi kubus. Anda boleh melihat dengan lebih dekat bentuk akhir pentas dalam imej yang disiarkan di atas.

Penyelesaian teka-teki - kerjakan pada baris tengah

Pada peringkat kiub Rubik 3x3 ini untuk pemula, anda perlu mencari dan memasang elemen sudut muka atas. Hasil akhir mestilah penyelesaian lengkap untuk muka silang dan baris atas teka-teki.

Imej menunjukkan tiga corak faset yang mungkin. Memilih salah satu kaedah A, B atau C, anda perlu mengumpul semua 4 penjuru kubus. mengingatialgoritma putaran dan mempraktikkannya, kemahiran dan penguasaan pemasangan teka-teki diperoleh. Tidak ada gunanya mempertimbangkan formula dan bayangkan prosesnya, lebih mudah untuk mengambil kiub dan mencuba semua kaedah dalam amalan.

Langkah ketiga nampak mudah, tetapi ia hanya penampilan. Untuk menyelesaikannya, dua situasi corak diterangkan dan, oleh itu, dua formula putaran disusun. Apabila memohon mereka, perlu diingat untuk mengekalkan hasil yang dicapai sebelum ini. Sarjana sentiasa menyimpan dalam ingatan 3-4 putaran terakhir, supaya sekiranya berlaku kegagalan, kembalikan kubus kepada keadaan asalnya.

Untuk menyelesaikan teka-teki, anda perlu memutarkannya di sepanjang paksi koordinat untuk mencari elemen yang diperlukan dan bekerjasama dengannya. Pergerakan sedemikian jarang dipaparkan dalam formula, hanya dalam kes khas. Adalah disyorkan untuk mula memasang muka tepi daripada elemen baris bawah, selepas putaran sedemikian semua kiub yang diperlukan akan turun dari baris tengah ke baris bawah.

Menyelesaikan teka-teki - membuat pangkah kedua

Pada peringkat keempat, mainan diterbalikkan. Menyelesaikan muka terakhir adalah bahagian paling sukar dalam algoritma kiub Rubik 3x3 untuk pemula. Formula putaran panjang dan kompleks, dan pelaksanaannya memerlukan penjagaan khas. Tujuan tindakan itu adalah untuk meletakkan elemen rusuk di tempat mereka untuk melukis salib lagi. Orientasi bahagian rusuk mungkin tidak betul. Formula pergerakan kiubhanya ada satu dan ia perlu digunakan sehingga matlamat pentas tercapai.

Putaran peringkat kelima bertujuan untuk memusingkan elemen ke sebelah kanan. Keanehannya terletak pada fakta bahawa formula putaran yang sama digunakan untuk ketiga-tiga corak dalam rajah, satu-satunya perbezaan adalah pada orientasi kubus itu sendiri.

Formula untuk pergerakan peringkat ke-5 adalah seperti berikut:

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

С_{Н ialah putaran baris tengah mengikut arah jam dan eksponen di atas kurungan ialah bilangan ulangan tindakan dalam kurungan.}

Penyelesaian Teka-teki - Putaran Terakhir

Pada peringkat keenam, dan juga pada peringkat keempat, kiub yang diperlukan diletakkan di tempatnya, tanpa mengira orientasinya. Teka-teki harus diputar supaya elemen yang sudah berada di tempat yang betul terletak di sudut kiri jauh di bahagian atas kubus. Pilihan yang dicadangkan untuk menyelesaikan formula mencerminkan satu sama lain. Putaran perlu diulang sehingga hasil yang diingini dicapai.

Peringkat ketujuh adalah yang paling khusyuk dan paling sukar. Apabila memutar kiub, pelanggaran dalam baris yang sudah dipasang tidak dapat dielakkan. Akan memerlukanfokus sepenuhnya pada pergerakan, jika tidak, hasil perhimpunan mungkin akan rosak tidak dapat dipulihkan. Seperti pada peringkat kelima, hanya terdapat satu urutan pergerakan, tetapi ia diulang 4 kali. Mula-mula, putaran dilakukan untuk mengorientasikan elemen, kemudian putaran terbalik dilakukan untuk memulihkan baris yang rosak.

Seseorang tidak seharusnya lupa tentang merakam pergerakan menggunakan aksara abjad Inggeris. Formula untuk pergerakan muka dan baris kubus peringkat ini adalah seperti berikut:

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

B - putaran muka atas sebanyak 90 darjah, B' - putaran muka yang sama melawan arah jam dan B2 - putaran dua kali ganda.

Kerumitan pentas adalah dalam penilaian yang betul tentang lokasi elemen dan pilihan pilihan putaran yang diperlukan. Mungkin sukar bagi pemula untuk segera mengenal pasti corak dengan betul dan memadankannya dengan formula yang betul.

Rubik's Cube dan kanak-kanak

Teka-teki rumit menarik bukan sahaja untuk orang dewasa, tetapi juga untuk kanak-kanak. Remaja menjadi pemegang rekod dunia untuk menyelesaikan Kiub Rubik. Pada 2015, Colin Burns, yang ketika itu baru berusia 15 tahun, memasang mainan itu dalam masa 5.2 saat.

Mainan yang ringkas tetapi menyeronokkan yang terus menarik minat generasi muda selama lebih 5 dekad. Hobi kanak-kanak sering berkembang menjadi satu profesion. Terdapat kaedah matematik untuk menilai penyelesaian kepada masalah kubus Rubik. Cabang matematik ini digunakan untukmerangka dan menulis algoritma penyelesaian untuk komputer automatik. Robot yang benar-benar mencari cara untuk menyelesaikan kiub dan tidak mengikut algoritma pergerakan yang didorong sebelumnya, menyelesaikan teka-teki dalam masa 3 saat, contohnya, CubeStormer 3.