Rubik-kocka: szerelési rajz kezdőknek, lépésről lépésre

Erik Rubik, a magyar szobrász és építész úgy döntött, hogy talál egy vizuális segédeszközt, amely segítene a hallgatóknak jobban megérteni a csoportok matematikai elméletét, ám a varázskocka annyira tetszett a különféle korú tudósoktól, hogy a rejtvény gyorsan elterjedt az egész világon, és ezáltal feltalálója milliomos lett. A Rubik-kocka összeszerelési diagramja első pillantásra hihetetlenül bonyolultnak tűnik, de ha alaposan megvizsgálja a kifejlesztett algoritmusokat és beleveszi magát a szerelési elvbe, akkor a puzzle megoldása versenyképessé válik a sebességért.

A Rubik-kocka felépítése és a forgatások neve

A Rubik-kocka felépítésével kapcsolatos alapvető ismeretek nélkül nagyon nehéz lesz visszaállítani ennek a puzzle-nek az eredeti formáját anélkül, hogy még dadogni is kellene, hogy versenyezzen az összeállítás sebességében.

A leggyakoribb 3x3 kocka 26 elemből áll, amelyek viszont fel vannak osztva:

• központi, mozgatható elemek, amelyeknek csak egy színe van, és amelyek nem változtatják meg egymáshoz viszonyítva helyzetüket, ezek közül csak 6 van;
• költséges (ezek közül 12 van). Kéttónusúak és mindig az oldalfalakon maradnak, függetlenül attól, hogy milyen forgatásokat hajtottak végre;
• szögletes (8 elem), amelyek mindig a kocka sarkában maradnak, és 3 különböző színben vannak festettek.

A Rubik-kocka szerkezetében van még egy elem, amely el van rejtve a szemünktől - ez egy kereszt, amelyhez a központi elemek kapcsolódnak.

Egyes elemek kocka kapacitásától függően eltérő mennyiség lehet, vagy ezek hiányoznak.Például egy 2x2-es puzzleben csak sarokkocka van, és csak nyolc van.

A kocka hat oldalát különböző színekkel festettük. Figyelemre méltó, hogy csak bizonyos színeket használnak, és a szabályos Rubik-kocka keresztezésénél párosítva vannak egymással szemben: fehér - sárga, piros - narancs, zöld - kék.

Annak érdekében, hogy a képletekkel leírt térbeli probléma megoldásának algoritmusai világossá váljanak, meg kell tanulnia az arcok és azok forgásainak általánosan elfogadott nemzetközi megnevezését.

Ha a kockát a kezébe veszi, akkor az erudittel szembesülő arcot elülső résznek hívják, és F latin betűvel jelölve, az ellenkező oldal hátul (B), a bal (L), jobb (R), felső (U) és alsó oldal is kiemelve. (D) aspektusok.

Ha egy Rubik-kocka összeszerelési képletében meg szeretné jelölni egy adott felület 90 ° -kal való elfordítását, jelölje meg a latin betűt jelölő betűt. Kettős forduláskor a szám mellette áll 2. Ha az elforgatás az óramutató járásával ellentétes irányban történik, aposztrófával egészül ki a betű. Tehát R ¢ azt jelenti, hogy a jobb oldalt 90 ° -kal el kell forgatni az óramutató járásával megegyező irányban.

A Rubik-kocka építésének titkai: elemek, alkatrészek, kulcsfogalmak

Rubik Erne az általa kitalált puzzle-szerelvény felett egy hónapja halmozódott. Most, azok számára, akik úgy döntenek, hogy meghódítják a varázskocka, sok módszert fejlesztettek ki.

Közülük a legnépszerűbbek:

• Kezdőknek - részletes útmutató, amely hét szakaszba bontja a probléma megoldására szolgáló algoritmust.
• A Jessica Friedrich módszer a legnépszerűbb módszer a nagysebességű összeszerelés rajongói körében, bár sok szempontból visszatükrözi a kezdők algoritmusát.
• Valerij Morozov intuitív módszere. Teljesen hiányzik a képlet, lényege nem az, hogy kész megoldást adjon, hanem hogy segítsen megérteni a kocka felépítését annak érdekében, hogy önmagában megoldást találjon a puzzle-re.

A Rubik-kocka összeszerelésének megtanulásához gyakran javasoljuk, hogy először szerelje szét a puzzle-t különálló elemekre, majd szerelje össze újra. Ez elősegíti a struktúra jobb megértését és a döntési algoritmusok gyors elfogadását.

Mielőtt elkezdené egy adott kocka összeszerelési technika fejlesztését, meg kell ismerkednie néhány, az algoritmusokban gyakran megtalálható fogalommal.

A szabályos kereszt egy olyan kereszt, amelyben a szélső felületek egybeesnek az oldalsó központi elemek színével, miközben a központi elemnek megfelelő szín felső felületén képezik.

A szabálytalan kereszt a helyestől abban különbözik, hogy a felső oldalán keresztet képező kockák nem esnek egybe az elemek széleivel és az oldalak színével.

A helyes párok szélelemek párjai, amelyeknek megfelelő színei vannak a megfelelő felületeken, és amelyek egyszerre állíthatók a puzzle első és második rétegében.

A Rubik-kocka összeszerelésének ütemezése és lépései kezdőknek

Ebben az időben számos lehetőség van egy mechanikus puzzle-ra, amely 1974-ben jelent meg. Ezek kockák, különböző számú elemmel, amelyek alkotják az arcot, valamint hasonló rejtvények: Meffert piramis és egy kígyó, amely szegmensekből áll - szabályos háromszögek. Vegye figyelembe a különböző köbméretű variációk sorrendjét és összeszerelési lépéseit.

Hogyan gyűjtsünk egy Rubik-kocka 2x2-t?

A 2x2 méretű Rubik puzzle-t Mini-kocka néven is hívják. Noha ez a puzzle kissé később jelent meg, nem a bonyolult, hanem a klasszikus kocka könnyű változata lett. A kezdő tudós mindössze 20-30 perc alatt képes elsajátítani az összeszerelést.

A puzzle megoldás csak három szakaszból áll:

1. Az első réteg összeszerelése - a kocka elemeit össze kell kombinálnia úgy, hogy az alsó rétegben mind azonos színű legyen, és oldalsó felületük párosítva illeszkedjen a színekhez.
2. A felső réteg elemek elrendezése. Ebben a szakaszban meg kell határoznia az alsó réteg színét. Ő nem az egyetlen, aki jelen van az alsó rétegben. Ezután helyezze a felső sor kockáit a sarkokba, amelyek megfelelnek az elem szélein lévő színeknek, de nem szükséges, hogy a szín a helyén legyen.
3. A felső réteg elemeinek elforgatása - a sarokkockákat az óramutató járásával megegyezően vagy az óramutató járásával ellenkező irányban kell elforgatni úgy, hogy a megfelelő helyzetbe kerüljenek, és a Rubik kocka össze lesz szerelve.

Az alsó és a felső réteg kockáinak megfelelő elrendezéséhez a következő képleteket kell használni:

• átlós elemek cseréje - WWFWP’V’F ”;
• a szomszédos elemek átrendezése - FVF’V’L’V’L.

Egy elem arcainak mozgatása:

• óramutató járásával megegyezően - FN²F’P’N²P;
• az óramutató járásával ellentétesen - P’N²PFN²F ”.

3x3 puzzle

A Rubik's Cube 3x3 gyűjtéséhez hét szakaszból kell átmenned:

1. Gyűjtsük össze a helyes keresztet az első rétegben. Az elemek keresztezésével, hogy milyen színt kell gyűjteni, nincs különbség, de sokan inkább a fehér színűekkel kezdik.
2. Rendezzük el az első réteg sarkait, és az első kockaszor össze legyen szerelve.
3. Helyezze a középső sor bordáit a helyükre, e szakasz után két réteg kerül összegyűjtésre.
4. Helyes kereszt összeállítása az alsó rétegre.
5. A sarokelemek elhelyezése a helyükön, miközben arcuk színének meg kell egyeznie az elfoglalt sarokkal, de nem feltétlenül kell a helyén.
6. Az utolsó szakasz a sarok elemek megfelelő pozícióba fordításából áll.

A puzzle összeszerelésének megkezdésekor fontos, hogy ne forgassa el a kocka kezét, hogy ne eltévedjen az arcok elrendezésében - melyik a felső, jobb, hátul, bal vagy elülső.

Rubik's Cube 4x4

Ennek a puzzle-változatnak a nagy kapacitása ellenére kevesebb lépésben lehet megoldása:

1. Központok összeszerelése - négy azonos színű elemet kell elhelyezni mindkét arc közepére. Itt érdemes figyelni, hogy ennek a kockanak a középpontjai nincsenek rögzítve, vagyis önmagában választhatja meg, melyik szín lesz ellentétes.
2. Bordák szerelése Ebben a szakaszban a szélső felületeket a helyükre kell párosítani. Ha minden helyesen történik, akkor azt követően kapunk egy kockát, amelyben csak a sarok elemek vannak a helyükön.
3. Sarok igazítása és paritás. Ha a képleteket használja a Rubik's Cube 3x3-hoz, és csak a külső széleket forgatja, akkor teljesen összerakhatja a puzzle-t. Igaz, hogy ebben a szakaszban nem minden lehet annyira sima, paritások jelenhetnek meg - olyan helyzetek, amelyek lehetetlenek egy 3x3-as kocka esetében. Előfordulhat, hogy megoldásuk után a felső réteg harmóniája kissé megsemmisül, nincs semmi aggódni, a puzzle klasszikus változatának algoritmusai segítenek a szükséges sorrendben történő elrendezésben.

5x5 gyors puzzle összeállítás

A puzzle nagy kapacitása nem befolyásolja jelentősen a megoldására szolgáló algoritmust, a lépések megegyeznek:

1. Először összegyűjtjük a kilenc azonos színű központi kocka központját mindkét oldalon. E szakasz végrehajtásához egyáltalán nincs szükség a képletek memorizálására, a folyamat megértése jelentősen leegyszerűsíti a feladatot, és hétköznapi helyekké alakítja.
2. Összegyűjtjük és a helyükre rendezzük a bordalapok hármasait. A probléma megoldásához nem szükséges a középső rétegek elforgatása, minden művelet csak a külső rétegekkel történjen.
3. Ha kiderült, hogy az összes élt összegyűjtötték, kivéve a kettőt, amelyek nem helyettesíthetők, akkor ezt a helyzetet paritásnak hívják. Csak a megoldása után léphetünk az összeszerelés utolsó szakaszába.

A leggyorsabb út. Jessica Friedrich-módszer

A nagysebességű összeszerelés ezt a módszert leggyakrabban a speedcuberek használják, de a kezdőknek nem ajánlott, akik jobban megtanulják a lépésről lépésre algoritmus megismerését a puzzle elvét.

A Jessica Friedrich módszer elsajátításához 119 (!) Algoritmust kell megjegyeznie, amelyeket a következő lépésekben használnak:

1. Az elemek elrendezése a helyes kereszttel a kezdeti oldalon átlagosan ezt a problémát hét lépéssel lehet megoldani.
2. Az első és a második réteg elemek helyének helyreállítása négy pár oldalsó szög rendezésével. Ahhoz, hogy az egyes párokat a megfelelő oldalra tegye, átlagban hét mozgatást kell végrehajtania.
3. A fennmaradó nem összeszerelt réteg tájolása, amikor mind a széleket, mind a sarkokat elfordítják úgy, hogy az utolsó arc színével nézzenek ki. A probléma megoldásához ötvenhét permutációt kell elsajátítania.
4. Az utolsó réteg mozgó elemei, amelyekhez újabb 21 algoritmust kell elsajátítaniuk. Átlagos becslések szerint a Jessica Friedrich-módszer lehetővé teszi a 3x3-as puzzle megoldását 56 mozdulattal.

Hogyan lehet összegyűjteni a Rubik-kockát csukott szemmel

Ha képességei elegendőek a stabil eredmények eléréséhez, ha egy perc alatt nyitott szemmel oldja meg a Rubik-kockát, akkor elsajátíthatja egy új lépést - a vakok szerelését. Itt nem a puzzle megoldása áll előtérbe, hanem az arcokon átrendezett elemek elrendezésének emlékezete.

Tehát a speedcubing versenyeken a vak összeszerelési idő nemcsak a kocka közvetlen manipulálásának idejét foglalja magában, hanem azt is, hogy megvizsgáljuk.

A sebességgörbék emlékezetéhez gyakran használják a Római szoba módszert, amelyet más néven Palotának vagy Ciceroni útnak hívnak. A módszer lényege, hogy egy szobát vagy egy közismert útvonalat újból létrehoznak a képzeletben, és a fogalmak (a mi esetünkben a puzzle elemek elhelyezkedése) a helyiségben vagy az út mentén található tárgyakhoz vannak kötve. Ezután a puzzle megoldása közben csak az ismerős út (vagy szoba) mentén sétálhatunk, és az elemeket a helyükre kell helyezni.

Ne aggódjon, ha az első alkalommal elmulasztja beszerezni a Rubik-kocka bekötött szemét, mert még érintésérzékelés használatával gyakorlatilag senkinek sem sikerül megoldania ezt a problémát első képzés nélkül.

Ki birtokolja a leggyorsabb építési rekordot

A Rubik-kocka gyors összeállításához nem csak mesterien kell elsajátítania a puzzle darabok kívánt helyre mozgatására szolgáló algoritmusokat. Ehhez is mester ügyességre és a kéz sebességére van szükség.

Azok számára, akik ezt a rejtvényt első alkalommal állítják össze, néhány órától pár napig tarthat, amíg megoldódik, ám az ausztrál Felix Zemdegs 2016-ban mindössze 4,73 másodperc alatt oldotta meg ezt a térbeli problémát. Ez az eredmény lenyűgözőnek tűnik, csak az nem korlátozza az emberi agy és a kéz sebességét, mivel már 2017-ben rögzítették az amerikai tizenöt éves Patrick Pons tinédzser új eredményét. Csak 4,69 másodperc volt elegendő neki.

Most eljött az idő, hogy lélegezzen és megtudja, mi és kinek a tulajdonosa a Rubik-kocka nagysebességű összeszerelésének rekordja. Ugyanaz a Felix Zemdegs 2018-ban nemcsak rekordját, hanem az amerikai fiatal tudósot is megtörte, miután 4,22 másodperc alatt teljesítette a puzzle-t.