Rubikin kuution 3x3-algoritmi aloittelijoille. Kuviot Rubikin kuutiossa 3x3

2024 Kirjoittaja: Sierra Becker | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-26 04:52

Vuonna 1975 kuvanveistäjä Erne Rubik patentoi keksintönsä nimeltä "Magic Cube". Yli 40 vuoden ajan kaikki oikeudet palapeliin ovat kuuluneet keksijän läheisen ystävän - Tom Kroenerin - yritykselle nimeltä Seven Towns Ltd. Englantilainen yritys hallitsee kuution tuotantoa ja myyntiä ympäri maailmaa. Unkarissa, Saksassa, Portugalissa ja Kiinassa palapeli on säilyttänyt alkuperäisen nimensä, muissa maissa lelua kutsutaan Rubikin kuutioksi.

Palapelimuunnelmia

Klassinen Rubikin kuutio on 3 x 3 ruutua. Ajan myötä he keksivät v altavan määrän muotoja ja kokoja leluille. Kukaan ei voi yllättää ketään pyramidin tai 17x17 kuution muodossa olevalla palapelillä. Ihmiskunta ei kuitenkaan koskaan lepää laakereillaan.

Ilmeisestikään tämän kuution aloittelijoille ei ole kokoonpanokaaviota. Palapelin kokoaminen ja ratkaiseminen voi kestää vuosia. Viime aikoina kiinnostus kuutiota kohtaan on kasvanut paitsi Aasiassa ja Euroopassa myösjossa lelu ei ollut kovin suosittu esimerkiksi Yhdysvalloissa. Yksi Rubikin kuution faneista kuvasi 17 x 17 palapelin kokoamisen. Videon kokonaispituus on 7,5 tuntia, kuvaukset tehtiin viikon aikana.

Kasvava kysyntä luo tarjontaa. Joskus myytävät mallit ovat uskomattomia, eikä aina ole selvää, miltä ne näyttävät koottuna. Jokaisella maalla on suosikkileluvalikoimansa.

Mitä on speedcubing?

Pelin fanit järjestävät oikeita kilpailuja kuution ratkaisemisen nopeudessa. Myynnissä on erityisiä "nopeita" pulmia. Tällaisten Rubikin kuutioiden pyörimismekanismi on erittäin laadukas, ja kasvojen ja rivien käännökset voidaan tehdä yhden sormen liikkeellä.

World Cube Association (WCA) on voittoa tavoittelematon järjestö, joka tukee speedcubing-liikettä. WCA järjestää säännöllisesti kilpailuja ympäri maailmaa. Lähes kaikissa maissa on järjestön edustajia. Speedcubing-tapahtumaan voi osallistua kuka tahansa, sinun tarvitsee vain rekisteröityä sivustolle ja täyttää kokoonpanostandardit. Suosituin laji tällaisissa kilpailuissa on Rubikin kuution 3x3 nopeuskokoonpano. Osallistumisaika on 3 minuuttia, mutta vaikka henkilö ei pysty ratkaisemaan ongelmaa määräajassa, hän pääsee tapahtumaan. Voit ilmoittautua mille tahansa lajille, mutta sinun täytyy tulla oman palapelin kanssa.

Ennätys 3x3 Rubikin kuution ratkaisemisessa kuuluu Sub1:lle, insinööri Albert Beerin luomalle robotille. Kone pystyy ratkaisemaan jakotehtävänsekuntia, kun taas ihmisellä se kestää 4,7 sekuntia (Mats Valkin saavutus vuonna 2016). Kuten näet, speedcubing-liikkeen osallistujilla on joku, jota katsoa ylös.

Mitä algoritmeja on olemassa 3x3 Rubikin kuution ratkaisemiseen?

On olemassa monia tapoja ratkaista kuuluisa pulma. Rubikin kuution kokoonpanokaavioista 3x3 on kehitetty muunnelmia sekä aloittelijoille että edistyneille ihmisille monimutkaisilla järjestelmillä: 4x4, 6x6 ja jopa 17x17.

Useimmat fanit pitävät 3x3-pulmaversiota suosikkiklassikoina. Siksi Rubikin kuution 3x3 ratkaisemiseen on paljon enemmän ohjeita kuin mikään muu.

Miltä palapelin pitäisi näyttää?

Kaavan mukaan lelu on mahdollista koota vain valmiista paikasta. Jos kuution pintojen kuviot sijaitsevat väärin, sitä ei voida ratkaista aloittelijoille tarkoitetulla 3x3 Rubikin kuution kokoonpanoalgoritmilla. Eri ratkaisuille on olemassa joukko tällaisia paikkoja.

Kuvassa on "valkoinen risti" tai yksinkertaisesti "risti" - helpoimman tavan ratkaista 3x3 Rubikin kuutio. On suositeltavaa purkaa ja taittaa lelu oikein.

Kaaviomerkinnät ja tavat pyörittää kuutiota

Ennen kuin aloitat Rubikin kuution 3x3 kaavojen purkamisen, sinun tulee oppia pikakuutiossa käytettävä merkintätapa. Kaikki palapelin liikkeet on merkitty isoilla kirjaimilla. Apostrofin puuttuminen symbolin yläpuolelta tarkoittaa, että kierto tapahtuu myötäpäivään, jos symbolion, käännä sitten vastakkaiseen suuntaan.

Liikkeitä ilmaisevien englannin (tai venäjän) sanojen ensimmäiset kirjaimet hyväksytään yleisesti:

• etu - F tai Ф - etupuolen kierto;
• takaisin - B tai T - takapuolen kierto;
• vasen - L tai L - vasemman rivin kierto;
• oikea - R tai R - rivin kierto oikealle;
• ylös - U tai B - ylimmän rivin kierto;
• alas -D tai H - alimman rivin kierto.

Myös osoittimilla voidaan muuttaa kuution paikkaa avaruudessa - sieppausliikkeitä. Täälläkin kaikki on yksinkertaista, geometrian koulukurssista lähtien kaikki tietävät koordinaattiakselit X, Y ja Z. X:n liike tarkoittaa, että kuutio on käännettävä kasvojen F verran pinnan U paikkaan, kun vaihtamalla Y - F, sen tulisi tapahtua L, ja pyörittäessä Z - F siirtyy kohtaan R.

Seuraavaa symboliryhmää käytetään harvoin, sitä käytetään kuvioiden kuvioinnissa:

• M - keskirivin käännös, oikean (R/R) ja vasemman (L/L) välissä;
• S - keskirivin käännös etu- (F/F) ja takaosan (B/T) välissä;
• E - käännä keskimmäistä riviä ylemmän (U/B) ja alaosan (D/H) välissä.

Miksi kerätä kuvioita kuution pinnoille?

Speedcubing-kokouksissa he kilpailevat paitsi pulmien ratkaisemisessa, myös kyvyssä tehdä erilaisia kuvioita 3x3 Rubikin kuutioon. He tekevät tämän kerätäkseen kuution nopeasti ja helposti haluttuun asentoon.

On olemassa v altava määrä järjestelmiä erilaisten kuvioiden kokoamiseen: "pisteet", "shakki", "pisteet shakilla","siksak", "muurari", "kuutio kuutiossa kuutiossa" ja monet muut. Vain klassiseen palapeliin niitä on yli 46. Speedcubing-mestarit pitävät lelun purkamista häpeällisenä. Myös kuvioiden tekeminen 3x3 Rubikin kuutioon on loistava tapa harjoitella ja parantaa taitojasi.

Kuvassa on muunnelmia eri pulmakuvioista. Alla on vielä muutama kaava mielenkiintoisimpien kuvioiden kokoamiseksi ristin asennosta:

• shakki - M²E²S^2;
• siksak - (PLFT)3;
• neljä z - (PLFT)³B²N^2;
• Pummer's Cross - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• kuutio kuutiossa kuutiossa - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

3x3 Rubikin kuution algoritmi aloittelijoille

Vaikka pulman ratkaisemiseen on monia tapoja, yksinkertaisia ja selkeitä suunnitelmia aloittelijoille ei ole niin helppo löytää. Jokaisen suoritetun kokoonpanovaiheen myötä Rubikin 3x3 kuution kaavat vaikeutuvat. On välttämätöntä paitsi muuttaa kuviota oikein, myös tallentaa aiemmin tehdyt asiat. Alla on yksi vaihtoehdoista, kuinka helposti ratkaista 3x3 Rubikin kuutio.

Perinteisesti koko prosessi voidaan jakaa seuraaviin vaiheisiin:

1. Ristin kokoaminen kuution yläosaan.
2. Koko yläpinnan oikea koostumus.
3. Työskentely keskikerroksilla.
4. Viimeisen rivin ripojen oikea kokoaminen.
5. Ristikokoonpanoalareuna.
6. Kuution viimeisen pinnan kulmien oikea suunta.

Pumpeleiden ratkaiseminen – valmistelutyö

Ensimmäinen askel on helpoin. Aloittelijat voivat kokeilla käsiään ja harjoitella kuutiokuvion tekemistä annettujen ohjeiden mukaan, mutta tämä prosessi kestää kauan.

Sinun on valittava yläpinta ja väri, joka kerätään ensin. 3x3 Rubikin kuution kokoonpanoalgoritmi aloittelijoille kehitettiin "ristiasennosta". Sen tekeminen ei ole vaikeaa, sinun on valittava keskiväri, löydettävä 4 samaa sävyä olevaa reunaelementtiä ja nostettava ne valittuihin kasvoihin. Kuvan värillinen nuoli osoittaa halutun osan. Vaihtoehdot halutun elementin sijainnille voivat olla erilaisia, tästä riippuen kuvataan 2 toimintosarjaa A ja B. Vaikeus on jatkaa ristiä pitkin kuution sivuja. Voit katsoa lavan lopullista muotoa lähemmin yllä olevasta kuvasta.

Palapeliratkaisu - työskentele keskirivillä

Aloittelijoille tarkoitetun 3x3 Rubikin kuution tässä vaiheessa sinun on löydettävä ja koottava yläpinnan kulmaelementit. Lopputuloksena pitäisi olla täydellinen ratkaisu palapelin ristiin ja ylimpään riviin.

Kuvassa on kolme mahdollista fasettikuviota. Valitsemalla yhden menetelmistä A, B tai C, sinun on kerättävä kuution kaikki 4 kulmaa. muistaakiertoalgoritmeja ja niitä harjoittelemalla hankitaan pulman kokoamisen taidot ja hallinta. On turhaa pohtia kaavoja ja kuvitella prosessia, on paljon helpompi ottaa kuutio ja kokeilla kaikkia menetelmiä käytännössä.

Kolmas vaihe näyttää yksinkertaiselta, mutta se on vain ulkonäkö. Sen ratkaisemiseksi kuvataan kaksi mallitilannetta ja vastaavasti laaditaan kaksi kiertokaavaa. Niitä sovellettaessa kannattaa muistaa säilyttää aiemmin saavutetut tulokset. Mestarit säilyttävät jatkuvasti muistissa viimeiset 3-4 kierrosta, jotta epäonnistuessa palauttaa kuution alkuperäiseen tilaan.

Jotta voit ratkaista pulman, sinun on käännettävä sitä koordinaattiakselia pitkin etsimään tarvittavia elementtejä ja työskentelemään niiden kanssa. Tällaisia liikkeitä näytetään harvoin kaavoissa, vain erikoistapauksissa. Reunapintojen kokoaminen on suositeltavaa aloittaa alempien rivien elementeistä, tällaisten kiertojen jälkeen kaikki tarvittavat kuutiot laskeutuvat keskiriviltä alariville.

Palapelin ratkaiseminen – toisen ristin muodostaminen

Neljännessä vaiheessa lelu käännetään ylösalaisin. Viimeisen kasvon ratkaiseminen on vaikein osa 3x3 Rubikin kuutio-algoritmia aloittelijoille. Kiertokaavat ovat pitkiä ja monimutkaisia, ja niiden toteuttaminen vaatii erityistä huolellisuutta. Toiminnan tarkoituksena on asettaa ripaelementit paikoilleen ristin edelleen piirtämistä varten. Ripaosien suunta voi olla väärä. Kuution liikekaavaon vain yksi ja sitä tulee soveltaa, kunnes vaiheen tavoite saavutetaan.

Viidennen vaiheen kiertojen tarkoituksena on kääntää elementit oikealle puolelle. Sen erikoisuus piilee siinä, että samaa kiertokaavaa käytetään kaikissa kolmessa kuvion kuviossa, ainoa ero on itse kuution suunnassa.

5. vaiheen liikkeiden kaavat ovat seuraavat:

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

С_{Н on keskirivin kierto myötäpäivään, ja hakasulkeen yläpuolella oleva eksponentti on suluissa olevien toimintojen toistojen lukumäärä.}

Puzzle Solving – viimeiset pyöräytykset

Kuudennessa ja neljännessä vaiheessa tarvittavat kuutiot sijoitetaan paikoilleen niiden suunnasta riippumatta. Palapeliä tulee kiertää niin, että jo oikealla paikalla oleva elementti sijaitsee kuution yläosassa vasemmassa äärikulmassa. Kaavan ratkaisemiseksi ehdotetut vaihtoehdot heijastavat toisiaan. Kierroksia on toistettava, kunnes haluttu tulos saavutetaan.

Seitsemäs vaihe on juhlallisin ja vaikein. Kuutiota pyöritettäessä rikkomukset jo kootuissa riveissä ovat väistämättömiä. Tarvittaisiinkeskittyä täysin liikkeisiin, muuten kokoonpanon tulos voi pilata peruuttamattomasti. Kuten viidennessä vaiheessa, on vain yksi liikesarja, mutta se toistetaan 4 kertaa. Ensin käännetään elementtiä suuntaamaan, sitten käännetään taaksepäin katkottujen rivien palauttamiseksi.

Ei pidä unohtaa liikkeiden tallentamista englannin aakkosten kirjaimilla. Kaavat tämän vaiheen kuution pintojen ja rivien liikkeille ovat seuraavat:

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

B - yläpinnan kierto 90 astetta, B' - saman pinnan kierto vastapäivään ja B2 - kaksoiskierto.

Lavan monimutkaisuus on elementtien sijainnin oikeassa arvioinnissa ja tarvittavan kiertovaihtoehdon valinnassa. Aloittelijan voi olla vaikeaa tunnistaa kuvio heti oikein ja yhdistää se oikeaan kaavaa.

Rubikin kuutio ja lapset

Tricky palapeli on mielenkiintoinen paitsi aikuisille, myös lapsille. Teini-ikäisistä tuli maailmanennätyksen h altijat Rubikin kuution ratkaisemisessa. Vuonna 2015 Colin Burns, joka oli tuolloin vain 15-vuotias, kokosi lelun 5,2 sekunnissa.

Yksinkertainen mutta hauska lelu, joka on edelleen kiehtonut nuorempaa sukupolvea yli 5 vuosikymmenen ajan. Lasten harrastus kehittyy usein ammatiksi. On olemassa matemaattisia menetelmiä Rubikin kuution ongelmien ratkaisun arvioimiseen. Tätä matematiikan alaa käytetäänratkaisualgoritmien laatiminen ja kirjoittaminen automatisoituja tietokoneita varten. Robotit, jotka todella etsivät tapoja ratkaista kuutio eivätkä noudata enn alta ohjattua liikealgoritmia, ratkaisevat pulman 3 sekunnissa, esimerkiksi CubeStormer 3.