Algoritem Rubikove kocke 3x3 za začetnike. Vzorci na Rubikovi kocki 3x3

2024 Avtor: Sierra Becker | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-02-26 06:31

Leta 1975 je kipar Erne Rubik patentiral svoj izum, imenovan "Čarobna kocka". Več kot 40 let vse pravice do sestavljanke pripada podjetju bližnjega izumiteljevega prijatelja - Toma Kroenerja - imenovanega Seven Towns Ltd. Angleško podjetje nadzoruje proizvodnjo in prodajo kocke po vsem svetu. Na Madžarskem, v Nemčiji, na Portugalskem in na Kitajskem je uganka ohranila prvotno ime, v drugih državah se igrača imenuje Rubikova kocka.

različice uganke

Klasična Rubikova kocka je 3 x 3 kvadratke. Sčasoma so prišli do ogromnega števila oblik in velikosti igrač. Nihče ne more nikogar presenetiti z uganko v obliki piramide ali kocke 17x17. Vendar človeštvo nikoli ne počiva na lovorikah.

Očitno ni sheme sestavljanja za začetnike te kocke. Postopek sestavljanja in reševanja uganke lahko traja leta. V zadnjem času zanimanje za kocko narašča ne le v Aziji in Evropi, ampak tudikjer igrača ni bila zelo priljubljena, na primer v ZDA. Eden od oboževalcev Rubikove kocke je posnel sestavljanje sestavljanke 17 x 17. Skupna dolžina videa je 7,5 ure, snemanje je potekalo med tednom.

Naraščajoče povpraševanje ustvarja ponudbo. Včasih so modeli za prodajo neverjetni in ni vedno jasno, kako bodo izgledali, ko bodo sestavljeni. Vsaka država ima svojo najljubšo vrsto igrač.

Kaj je speedcubing?

Ljubitelji igre prirejajo prava tekmovanja v hitrosti reševanja kocke. V prodaji so posebne "hitre" uganke. Mehanizem vrtenja takšnih Rubikovih kock je zelo kvaliteten, zavoje obrazov in vrstic pa je mogoče izvesti s premikom enega prsta.

World Cube Association (WCA) je neprofitna organizacija, ki podpira gibanje speedcubing. WCA redno organizira tekmovanja po vsem svetu. Skoraj vse države imajo predstavnike organizacije. Vsakdo lahko postane udeleženec dogodka speedcubinga, le registrirati se morate na spletnem mestu in izpolnjevati standard montaže. Najbolj priljubljena disciplina na takih tekmovanjih je hitrostno sestavljanje Rubikove kocke 3x3. Standard za udeležbo je 3 minute, a tudi če oseba ne more rešiti težave v dodeljenem času, bo vseeno dovoljena na dogodek. Prijavite se lahko za katero koli disciplino, vendar morate priti s svojo uganko.

Rekord za reševanje Rubikove kocke 3x3 pripada Sub1, robotu, ki ga je ustvaril inženir Albert Beer. Stroj je sposoben rešiti uganko za delnicesekunde, medtem ko za človeka potrebuje 4,7 sekunde (dosežek Matsa Valka iz leta 2016). Kot lahko vidite, se imajo udeleženci gibanja speedcubing na koga zgledovati.

Kateri algoritmi obstajajo za reševanje Rubikove kocke 3x3?

Obstaja veliko načinov za rešitev slavne uganke. Različice shem sestavljanja Rubikove kocke 3x3 so bile razvite tako za začetnike kot za napredne ljudi z zapletenimi shemami: 4x4, 6x6 in celo 17x17.

Variant sestavljanke 3x3 velja za najljubšo klasiko večine oboževalcev. Zato je veliko več navodil, kako rešiti Rubikovo kocko 3x3 kot katera koli druga.

Kako naj bi izgledala sestavljanka?

Igračo je možno sestaviti po shemi samo iz vnaprej pripravljenega mesta. Če so vzorci na ploskvah kocke napačno nameščeni, ga ne bo mogoče rešiti z algoritmom za sestavljanje Rubikove kocke 3x3 za začetnike. Obstaja nabor takšnih položajev za različne rešitve.

Slika prikazuje "bel križ" ali preprosto "križ" - izhodišče najlažjega načina reševanja Rubikove kocke 3x3. Priporočljivo je, da igračo pravilno razstavite in zložite.

Oznake sheme in načini zasukanja kocke

Preden začnete razstavljati formule Rubikove kocke 3x3, se morate naučiti zapisov, ki se uporabljajo pri speedcubingu. Vsa gibanja uganke so označena z velikimi črkami. Odsotnost apostrofa nad simbolom pomeni, da se simbol vrti v smeri urinega kazalcaje, nato zavrtite v nasprotni smeri.

Prve črke angleških (ali ruskih) besed, ki označujejo gibanje, so splošno sprejete:

• spredaj - F ali Ф - vrtenje sprednje strani;
• nazaj - B ali T - vrtenje zadaj;
• levo - L ali L - vrtenje leve vrstice;
• desno - R ali R - vrtenje v desno;
• navzgor - U ali B - vrtenje zgornje vrstice;
• dol -D ali H - vrtenje spodnje vrstice.

Prav tako lahko kazalce uporabite za spreminjanje položaja kocke v prostoru – prestrezanje premikov. Tudi tu je vse preprosto, iz šolskega tečaja geometrije vsi poznajo koordinatne osi X, Y in Z. Premik X pomeni, da je treba kocko zasukati s ploskvijo F na mesto ploskve U, ko je prestavljanje Y - F, mora potekati L, pri vrtenju Z - F pa se premakne na R.

Naslednja skupina simbolov se redko uporablja, uporablja se pri risanju vzorcev vzorcev:

• M - zavoj v srednji vrsti, med desno (R/R) in levo (L/L);
• S - obrat srednje vrstice, med sprednjim (F/F) in zadnjim (B/T);
• E - obrnite srednjo vrstico, med zgornjim (U/B) in spodnjim (D/H).

Zakaj zbirati vzorce na ploskvah kocke?

Na speedcubing srečanjih tekmujejo ne le v reševanju ugank, ampak tudi v sposobnosti izdelave različnih vzorcev na Rubikovi kocki 3x3. To storijo zato, da hitro in enostavno zberejo kocko v želenem položaju.

Obstaja ogromno shem za sestavljanje različnih vzorcev: "pike", "šah", "pike s šahom","cikcak", "zidar", "kocka v kocki v kocki" in mnogi drugi. Samo za klasično sestavljanko jih je več kot 46. Mojstri Speedcubinga menijo, da je razstaviti igračo sramotno. Prav tako je ustvarjanje vzorcev na Rubikovi kocki 3x3 odličen način za vadbo in izboljšanje svojih veščin.

Na sliki so prikazane različice različnih vzorcev uganke. Spodaj je še nekaj formul za sestavljanje najbolj zanimivih vzorcev s položaja križa:

• šah - M²E²S^2;
• cikcak - (PLFT)3;
• four z - (PLFT)³B²N^2;
• Plummer's cross - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• kocka v kocki v kocki - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

Algoritem Rubikove kocke 3x3 za začetnike

Čeprav obstaja veliko načinov za reševanje uganke, preprostih in jasnih shem za začetnike ni tako enostavno najti. Z vsakim zaključenim korakom sestavljanja postanejo formule Rubikove kocke 3x3 težje. Potrebno je ne le pravilno spremeniti vzorec, ampak tudi shraniti, kar je bilo storjeno prej. Spodaj je ena od možnosti, kako enostavno rešiti Rubikovo kocko 3x3.

Običajno lahko celoten proces razdelimo na naslednje stopnje:

1. Sestavljanje križa na vrhu kocke.
2. Pravilna sestava celotnega zgornjega dela obraza.
3. Delo na srednjih slojih.
4. Pravilna montaža reber zadnje vrstice.
5. Navzkrižna montažaspodnji rob.
6. Pravilna orientacija vogalov zadnje ploskve kocke.

Reševanje ugank - pripravljalna dela

Prvi korak je najlažji. Začetniki se lahko preizkusijo in vadijo izdelavo vzorcev kock v skladu z navodili, vendar bo ta postopek trajal dolgo.

Izbrati morate zgornjo stran in barvo, ki bo zbrana prva. Algoritem za sestavljanje Rubikove kocke 3x3 za začetnike je bil razvit iz položaja "križ". Izdelati ga ni težko, izbrati morate osrednjo barvo, poiskati 4 robne elemente istega odtenka in jih dvigniti na izbrani obraz. Barvna puščica na sliki označuje želeni del. Možnosti lokacije želenega elementa so lahko različne, odvisno od tega sta opisana 2 zaporedja dejanj A in B. Težava je v nadaljevanju križa vzdolž stranic kocke. Končno obliko odra si lahko podrobneje ogledate na zgornji sliki.

rešitev uganke - delo v srednji vrstici

Na tej stopnji Rubikove kocke 3x3 za začetnike morate najti in sestaviti vogalne elemente zgornje strani. Končni rezultat bi morala biti popolna rešitev križne strani in zgornje vrstice sestavljanke.

Slika prikazuje tri možne fasetne vzorce. Če izberete eno od metod A, B ali C, morate zbrati vse 4 vogale kocke. spominjanjerotacijskih algoritmov in njihovega izvajanja se pridobivajo veščine in obvladovanje sestavljanja uganke. Nesmiselno je razmišljati o formulah in si predstavljati proces, veliko lažje je vzeti kocko in preizkusiti vse metode v praksi.

Tretji korak se zdi preprost, vendar je le videz. Za njegovo rešitev sta opisani dve situaciji vzorcev in v skladu s tem sestavljeni dve rotacijski formuli. Pri njihovi uporabi je vredno ne pozabiti ohraniti prej doseženih rezultatov. Mojstri nenehno hranijo v spominu zadnje 3-4 rotacije, tako da v primeru okvare vrnejo kocko v prvotno stanje.

Če želite rešiti uganko, jo morate zavrteti vzdolž koordinatne osi, da iščete potrebne elemente in delate z njimi. Takšna gibanja so redko prikazana v formulah, le v posebnih primerih. Priporočljivo je, da začnete sestavljati robne ploskve iz elementov spodnjih vrstic, po takih rotacijah se bodo vse potrebne kocke spustile iz srednje vrstice v spodnjo vrstico.

Reševanje uganke - sestavljanje drugega križa

Na četrti stopnji se igrača obrne na glavo. Reševanje zadnjega obraza je najtežji del algoritma 3x3 Rubikove kocke za začetnike. Formule rotacije so dolge in zapletene, njihova izvedba pa bo zahtevala posebno skrb. Namen akcije je postaviti rebraste elemente na njihova mesta za nadaljnjo risanje križa. Usmeritev delov reber je morda napačna. Formula gibanja kockeobstaja samo ena in jo je treba uporabljati, dokler ni dosežen cilj stopnje.

Rotacije pete stopnje so namenjene obračanju elementov na desno stran. Njena posebnost je v tem, da se za vse tri vzorce na sliki uporablja enaka formula za vrtenje, razlika je le v orientaciji same kocke.

Formule za premike 5. stopnje so naslednje:

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

С_{Н je vrtenje srednje vrstice v smeri urinega kazalca, eksponent nad oklepajem pa je število ponovitev dejanj v oklepajih.}

reševanje ugank - zadnji vrtljaji

Na šesti stopnji, kot tudi na četrti, so potrebne kocke postavljene na svoja mesta, ne glede na njihovo orientacijo. Uganko je treba zasukati tako, da se element, ki je že na pravem mestu, nahaja v skrajnem levem kotu na vrhu kocke. Možnosti, predlagane za rešitev formule, se zrcalijo. Vrtenje je potrebno ponavljati, dokler ni dosežen želeni rezultat.

Sedma faza je najbolj slovesna in najtežja. Pri vrtenju kocke so neizogibne kršitve v že sestavljenih vrstah. Bi potrebovalipopolnoma se osredotočite na gibe, sicer se lahko rezultat montaže nepopravljivo pokvari. Tako kot v peti stopnji je samo eno zaporedje gibov, vendar se ponovi 4-krat. Najprej se izvedejo vrtenja za orientacijo elementa, nato pa se izvedejo obratna vrtenja za obnovitev pokvarjenih vrstic.

Ne smemo pozabiti na snemanje gibov z uporabo znakov angleške abecede. Formule za premike obrazov in vrstic kocke te stopnje so naslednje:

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

B - vrtenje zgornje ploskve za 90 stopinj, B' - vrtenje istega obraza v nasprotni smeri urinega kazalca in B2 - dvojno vrtenje.

Zahtevnost odra je v pravilni oceni lokacije elementov in izbiri potrebne možnosti rotacije. Začetnikom je lahko težko takoj pravilno prepoznati vzorec in ga povezati s pravilno formulo.

Rubikova kocka in otroci

Tricky puzzle ni zanimiva samo za odrasle, ampak tudi za otroke. Najstniki so postali svetovni rekorderji za reševanje Rubikove kocke. Leta 2015 je Colin Burns, ki je bil takrat star komaj 15 let, sestavil igračo v 5,2 sekunde.

Preprosta, a zabavna igrača, ki navdušuje mlajšo generacijo že več kot 5 desetletij. Otroški hobi se pogosto razvije v poklic. Obstajajo matematične metode za vrednotenje rešitve problemov Rubikove kocke. Ta veja matematike se uporablja zapriprava in pisanje algoritmov rešitev za avtomatizirane računalnike. Roboti, ki resnično iščejo načine za reševanje kocke in ne sledijo vnaprej določenemu algoritmu gibanj, rešijo uganko v 3 sekundah, na primer CubeStormer 3.