Algorytm kostki Rubika 3x3 dla początkujących. Wzory na kostce Rubika 3x3

2024 Autor: Sierra Becker | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-26 06:11

W 1975 roku rzeźbiarz Erne Rubik opatentował swój wynalazek o nazwie „Magiczna Kostka”. Od ponad 40 lat wszelkie prawa do układanki należą do firmy bliskiego przyjaciela wynalazcy – Toma Kroenera – firmy Seven Towns Ltd. Angielska firma kontroluje produkcję i sprzedaż kostki na całym świecie. Na Węgrzech, w Niemczech, Portugalii i Chinach układanka zachowała swoją pierwotną nazwę, w innych krajach zabawka nosi nazwę Kostka Rubika.

Odmiany puzzli

Klasyczna kostka Rubika ma wymiary 3 na 3 kwadraty. Z biegiem czasu wymyślili ogromną liczbę kształtów i rozmiarów zabawek. Nikt nie może nikogo zaskoczyć zagadką w postaci piramidy czy sześcianu 17x17. Jednak ludzkość nigdy nie spoczywa na laurach.

Oczywiście nie ma schematu montażu tej kostki dla początkujących. Proces składania i rozwiązywania puzzli może trwać latami. Ostatnio zainteresowanie kostką rośnie nie tylko w Azji i Europie, ale takżegdzie zabawka nie była zbyt popularna np. w USA. Jeden z fanów Kostki Rubika sfilmował montaż puzzli 17 na 17. Całkowita długość filmu to 7,5 godziny, kręcenie odbywało się w ciągu tygodnia.

Rosnący popyt tworzy podaż. Czasami modele na sprzedaż są niesamowite i nie zawsze jest jasne, jak będą wyglądać po złożeniu. Każdy kraj ma swoją ulubioną odmianę zabawek.

Co to jest speedcubing?

Fani gry organizują prawdziwe zawody w szybkości układania kostki. W sprzedaży dostępne są specjalne łamigłówki „szybkie”. Mechanizm obrotu takich kostek Rubika jest bardzo wysokiej jakości, a skręty twarzy i rzędów można wykonać jednym ruchem palca.

World Cube Association (WCA) to organizacja non-profit wspierająca ruch speedcubingu. WCA regularnie organizuje zawody na całym świecie. Prawie wszystkie kraje mają przedstawicieli organizacji. Uczestnikiem imprezy speedcubingowej może zostać każdy, wystarczy zarejestrować się na stronie i spełnić standard montażu. Najpopularniejszą dyscypliną w takich zawodach jest szybki montaż Kostki Rubika 3x3. Standard uczestnictwa to 3 minuty, ale nawet jeśli dana osoba nie zdoła rozwiązać problemu w wyznaczonym czasie, i tak będzie wpuszczona na wydarzenie. Możesz zapisać się na dowolną dyscyplinę, ale musisz przyjść z własną zagadką.

Rekord rozwiązania kostki Rubika 3x3 należy do robota Sub1, stworzonego przez inżyniera Alberta Beera. Maszyna jest w stanie rozwiązać zagadkę dla akcjisekund, podczas gdy człowiekowi zajmuje to 4,7 sekundy (osiągnięcie Matsa Valka w 2016 roku). Jak widać, uczestnicy ruchu speedcubingu mają kogoś, na kogo mogą spojrzeć.

Jakie istnieją algorytmy do rozwiązywania kostki Rubika 3x3?

Słynną zagadkę można rozwiązać na wiele sposobów. Warianty schematów montażu kostki Rubika 3x3 zostały opracowane zarówno dla osób początkujących, jak i zaawansowanych o skomplikowanych schematach: 4x4, 6x6, a nawet 17x17.

Wariant puzzli 3x3 jest uważany przez większość fanów za ulubiony klasyk. Dlatego jest znacznie więcej instrukcji, jak ułożyć kostkę Rubika 3x3 niż jakakolwiek inna.

Jak powinna wyglądać układanka?

Możliwość złożenia zabawki według schematu tylko z wcześniej przygotowanej pozycji. Jeśli wzory na ścianach sześcianu zostaną umieszczone nieprawidłowo, nie będzie można go rozwiązać za pomocą algorytmu składania kostki 3x3 Rubika dla początkujących. Istnieje zestaw takich pozycji dla różnych rozwiązań.

Rysunek przedstawia „biały krzyż” lub po prostu „krzyżyk” - punkt wyjścia najłatwiejszego sposobu na ułożenie kostki Rubika 3x3. Zaleca się prawidłowy demontaż i złożenie zabawki.

Oznaczenia schematów i sposoby obracania kostki

Zanim zaczniesz rozkładać wzory kostki Rubika 3x3, powinieneś nauczyć się notacji używanej w speedcubingu. Wszystkie ruchy puzzli są oznaczone dużymi literami. Brak apostrofu nad symbolem oznacza, że obrót jest zgodny z ruchem wskazówek zegara, jeśli symboljest, a następnie obróć w przeciwnym kierunku.

Pierwsze litery angielskich (lub rosyjskich) słów oznaczających ruchy są ogólnie akceptowane:

• przód - F lub Ф - obrót przedniej strony;
• tył - B lub T - obrót w tył;
• lewo - L lub L - obrót lewego rzędu;
• prawo - R lub R - obrót w prawo;
• up - U lub B - obrót górnego rzędu;
• down -D lub H - obrót dolnego rzędu.

Ponadto, wskaźniki mogą być używane do zmiany pozycji sześcianu w przestrzeni - ruchy przechwytywania. Tutaj też wszystko jest proste, ze szkolnego kursu geometrii wszyscy znają osie współrzędnych X, Y i Z. Ruch X oznacza, że sześcian musi zostać obrócony o ścianę F do miejsca ściany U, gdy przesunięcie Y - F, powinno nastąpić L, a przy obrocie Z - F przesuwa się do R.

Następująca grupa symboli jest rzadko używana, jest używana podczas tworzenia wzorów wzorów:

• M - skręt w środkowym rzędzie, między prawym (R/R) a lewym (L/L);
• S - skręt środkowego rzędu, między przodem (F/F) i tyłem (B/T);
• E - przekręć środkowy rząd, między górą (U/B) a dołem (D/H).

Po co zbierać wzory na ścianach sześcianu?

Na spotkaniach speedcubingowych rywalizują nie tylko w rozwiązywaniu zagadek, ale także w umiejętności tworzenia różnych wzorów na kostce Rubika 3x3. Robią to, aby szybko i łatwo zebrać kostkę w pożądanej pozycji.

Istnieje ogromna liczba schematów łączenia różnych wzorów: "kropki", "szachy", "kropki z szachami",„zygzak”, „murarz”, „kostka w kostce w kostce” i wiele innych. Tylko w przypadku klasycznej układanki jest ich ponad 46. Mistrzowie speedcubiningu uważają za wstyd rozkładanie zabawki. Ponadto tworzenie wzorów na kostce Rubika 3x3 to świetny sposób na ćwiczenie i doskonalenie swoich umiejętności.

Zdjęcie przedstawia wariacje różnych wzorów puzzli. Poniżej kilka kolejnych wzorów na składanie najciekawszych wzorów z pozycji krzyża:

• szachy - M²E²S^2;
• zygzak - (PLFT)3;
• cztery z - (PLFT)³B²N^2;
• Krzyż Plummera - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• kostka w kostce w kostce - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

Algorytm kostki Rubika 3x3 dla początkujących

Chociaż istnieje wiele sposobów rozwiązania zagadki, proste i przejrzyste schematy dla początkujących nie są tak łatwe do znalezienia. Z każdym ukończonym etapem montażu formuły kostki 3x3 Rubika stają się coraz trudniejsze. Konieczna jest nie tylko poprawna zmiana wzoru, ale także zapisanie tego, co zostało zrobione wcześniej. Poniżej znajduje się jedna z opcji, jak łatwo ułożyć kostkę Rubika 3x3.

Tradycyjnie cały proces można podzielić na następujące etapy:

1. Montaż krzyża na szczycie sześcianu.
2. Właściwa kompozycja całej górnej twarzy.
3. Praca na środkowych warstwach.
4. Poprawny montaż żeber ostatniego rzędu.
5. Montaż krzyżowydolna krawędź.
6. Właściwa orientacja rogów ostatniej powierzchni sześcianu.

Rozwiązywanie łamigłówek – Prace przygotowawcze

Pierwszy krok jest najłatwiejszy. Początkujący mogą spróbować swoich sił i poćwiczyć tworzenie wzorów kostek zgodnie z dostarczonymi instrukcjami, ale ten proces zajmie dużo czasu.

Najpierw musisz wybrać górną powierzchnię i kolor, który zostanie zebrany. Algorytm montażu kostki Rubika 3x3 dla początkujących został opracowany z pozycji „krzyża”. Wykonanie tego nie jest trudne, trzeba wybrać kolor centralny, znaleźć 4 elementy krawędzi o tym samym odcieniu i podnieść je do wybranej twarzy. Kolorowa strzałka na rysunku wskazuje żądaną część. Opcje lokalizacji pożądanego elementu mogą być różne, w zależności od tego opisane są 2 sekwencje działań A i B. Trudność polega na kontynuowaniu krzyża po bokach sześcianu. Możesz przyjrzeć się bliżej ostatecznej formie sceny na powyższym obrazku.

Rozwiązanie układanki - pracuj nad środkowym rzędem

Na tym etapie kostki Rubika 3x3 dla początkujących musisz znaleźć i złożyć narożne elementy górnej ściany. Efektem końcowym powinno być kompletne rozwiązanie krzyża i górnego rzędu łamigłówki.

Obraz przedstawia trzy możliwe wzory fasetek. Wybierając jedną z metod A, B lub C, musisz zebrać wszystkie 4 rogi kostki. pamiętaniealgorytmy rotacji i ich ćwiczenie, nabywane są umiejętności i opanowanie składania puzzli. Nie ma sensu rozważać wzorów i wyobrażać sobie proces, dużo łatwiej jest wziąć sześcian i wypróbować wszystkie metody w praktyce.

Trzeci krok wydaje się prosty, ale to tylko pozory. Aby go rozwiązać, opisano dwie sytuacje wzorców i odpowiednio skompilowano dwie formuły rotacji. Stosując je warto pamiętać o utrwaleniu osiągniętych wcześniej rezultatów. Mistrzowie stale przechowują w pamięci ostatnie 3-4 obroty, aby w przypadku awarii przywrócić kostkę do pierwotnego stanu.

Aby rozwiązać zagadkę, musisz obrócić ją wzdłuż osi współrzędnych w poszukiwaniu niezbędnych elementów i pracować z nimi. Takie ruchy są rzadko pokazywane we wzorach, tylko w szczególnych przypadkach. Zaleca się rozpoczęcie montażu lic krawędziowych od elementów dolnych rzędów, po takich obrotach wszystkie potrzebne kostki zejdą z rzędu środkowego do rzędu dolnego.

Rozwiązywanie zagadki - układanie drugiego krzyża

Na czwartym etapie zabawka zostaje odwrócona do góry nogami. Rozwiązanie ostatniej ściany jest najtrudniejszą częścią algorytmu kostki Rubika 3x3 dla początkujących. Formuły rotacji są długie i złożone, a ich wykonanie będzie wymagało szczególnej staranności. Celem akcji jest umieszczenie elementów żebrowych na swoich miejscach w celu dalszego narysowania krzyża. Orientacja części żebrowych może być nieprawidłowa. Formuła ruchu kostkijest tylko jeden i należy go stosować aż do osiągnięcia celu etapu.

Obrót piątego etapu ma na celu przekręcenie elementów na prawą stronę. Jego osobliwość polega na tym, że ta sama formuła rotacji jest używana dla wszystkich trzech wzorów na figurze, jedyną różnicą jest orientacja samego sześcianu.

Wzory ruchów 5. etapu są następujące:

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

С_{Н to obrót środkowego rzędu zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a wykładnik nad nawiasem to liczba powtórzeń czynności w nawiasach.}

Rozwiązywanie łamigłówek - Ostatnie spiny

Na szóstym etapie, a także na czwartym, niezbędne kostki są umieszczane na swoich miejscach, niezależnie od ich orientacji. Układankę należy obrócić tak, aby element, który jest już na właściwym miejscu, znajdował się w skrajnym lewym rogu na górze sześcianu. Proponowane opcje rozwiązania formuły odzwierciedlają się nawzajem. Konieczne jest powtarzanie obrotów, aż do osiągnięcia pożądanego rezultatu.

Siódmy etap jest najbardziej uroczystym i najtrudniejszym. Podczas obracania kostki naruszenia w już zmontowanych rzędach są nieuniknione. Wymagałbycałkowicie skupić się na ruchach, w przeciwnym razie wynik montażu może zostać bezpowrotnie zrujnowany. Podobnie jak w etapie piątym, jest tylko jedna sekwencja ruchów, ale powtarzana jest 4 razy. Najpierw wykonywane są obroty w celu zorientowania elementu, a następnie wykonywane są obroty odwrotne w celu przywrócenia uszkodzonych wierszy.

Nie należy zapominać o zapisywaniu ruchów za pomocą znaków alfabetu angielskiego. Wzory na ruchy twarzy i rzędów sześcianu na tym etapie są następujące:

• (RF'R'F)² U (RF'R'F)^{2 – opcja "a";}
• (RF'R'F)² U' (RF'R'F)^{2– opcja "b";}
• (RF'R'F)² U² (RF'R'F)^{2– opcja „w”.}

B - obrót górnej ściany o 90 stopni, B' - obrót tej samej ściany w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, a B2 - obrót podwójny.

Złożoność etapu polega na prawidłowej ocenie położenia elementów i wyborze wymaganej opcji rotacji. Początkującym może być trudno od razu poprawnie zidentyfikować wzór i dopasować go do właściwej formuły.

Kostka Rubika i dzieci

Tricky puzzle jest interesujące nie tylko dla dorosłych, ale także dla dzieci. Nastolatkowie zostali rekordzistami świata w ułożeniu kostki Rubika. W 2015 roku Colin Burns, który miał wtedy zaledwie 15 lat, zmontował zabawkę w 5,2 sekundy.

Prosta, ale przyjemna zabawka, która od ponad 5 dekad intryguje młodsze pokolenie. Hobby dzieci często przeradza się w zawód. Istnieją matematyczne metody oceny rozwiązania problemów z kostką Rubika. Ta gałąź matematyki jest używana doopracowywanie i pisanie algorytmów rozwiązań dla zautomatyzowanych komputerów. Roboty, które naprawdę szukają sposobów na ułożenie kostki, a nie podążają za ustalonym algorytmem ruchów, rozwiązują zagadkę w 3 sekundy, na przykład CubeStormer 3.