Αλγόριθμος κύβου Rubik 3x3 για αρχάριους. Μοτίβα στον κύβο του Ρούμπικ 3x3

2024 Συγγραφέας: Sierra Becker | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-26 04:45

Το 1975, ο γλύπτης Erne Rubik κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την εφεύρεσή του που ονομάζεται "Magic Cube". Για περισσότερα από 40 χρόνια, όλα τα δικαιώματα του παζλ ανήκουν στην εταιρεία ενός στενού φίλου του εφευρέτη - Tom Kroener - που ονομάζεται Seven Towns Ltd. Η αγγλική εταιρεία ελέγχει την παραγωγή και την πώληση του κύβου σε όλο τον κόσμο. Στην Ουγγαρία, τη Γερμανία, την Πορτογαλία και την Κίνα, το παζλ έχει διατηρήσει το αρχικό του όνομα, σε άλλες χώρες το παιχνίδι ονομάζεται Κύβος του Ρούμπικ.

παραλλαγές παζλ

Ο κλασικός Κύβος του Ρούμπικ είναι 3 επί 3 τετράγωνα. Με τον καιρό, βρήκαν έναν τεράστιο αριθμό σχημάτων και μεγεθών για παιχνίδια. Κανείς δεν μπορεί να εκπλήξει κανέναν με ένα παζλ σε μορφή πυραμίδας ή κύβου 17x17. Ωστόσο, η ανθρωπότητα δεν επαναπαύεται ποτέ στις δάφνες της.

Προφανώς, δεν υπάρχει σχέδιο συναρμολόγησης για αρχάριους αυτού του κύβου. Η διαδικασία συναρμολόγησης και επίλυσης του παζλ μπορεί να διαρκέσει χρόνια. Πρόσφατα, το ενδιαφέρον για τον κύβο έχει αυξηθεί όχι μόνο στην Ασία και την Ευρώπη, αλλά καιόπου το παιχνίδι δεν ήταν πολύ δημοφιλές, για παράδειγμα, στις ΗΠΑ. Ένας από τους θαυμαστές του κύβου του Ρούμπικ κινηματογράφησε τη συναρμολόγηση του παζλ 17 επί 17. Η συνολική διάρκεια του βίντεο είναι 7,5 ώρες, τα γυρίσματα πραγματοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια της εβδομάδας.

Η αυξανόμενη ζήτηση δημιουργεί προσφορά. Μερικές φορές τα μοντέλα προς πώληση είναι απίστευτα και δεν είναι πάντα σαφές πώς θα φαίνονται όταν συναρμολογούνται. Κάθε χώρα έχει την αγαπημένη της ποικιλία παιχνιδιών.

Τι είναι το speedcubing;

Οι θαυμαστές του παιχνιδιού οργανώνουν πραγματικούς διαγωνισμούς στην ταχύτητα επίλυσης του κύβου. Στην πώληση υπάρχουν ειδικά παζλ «υψηλής ταχύτητας». Ο μηχανισμός περιστροφής τέτοιων κύβων του Ρούμπικ είναι πολύ υψηλής ποιότητας και οι στροφές των προσώπων και των σειρών μπορούν να γίνουν με την κίνηση ενός δακτύλου.

Η World Cube Association (WCA) είναι ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός που υποστηρίζει το κίνημα του speedcubing. Το WCA διοργανώνει τακτικά διαγωνισμούς σε όλο τον κόσμο. Σχεδόν όλες οι χώρες έχουν εκπροσώπους του οργανισμού. Οποιοσδήποτε μπορεί να συμμετάσχει σε μια εκδήλωση speedcubing, απλά πρέπει να εγγραφείτε στον ιστότοπο και να πληροίτε τα πρότυπα συναρμολόγησης. Η πιο δημοφιλής πειθαρχία σε τέτοιους διαγωνισμούς είναι η συναρμολόγηση ταχύτητας του κύβου Rubik 3x3. Το πρότυπο συμμετοχής είναι 3 λεπτά, αλλά ακόμα κι αν ένα άτομο δεν μπορεί να λύσει το πρόβλημα στον καθορισμένο χρόνο, θα εξακολουθεί να του επιτρέπεται να συμμετάσχει στην εκδήλωση. Μπορείτε να εγγραφείτε σε οποιονδήποτε κλάδο, αλλά πρέπει να έρθετε με το δικό σας παζλ.

Το ρεκόρ επίλυσης ενός κύβου Rubik 3x3 ανήκει στο Sub1, ένα ρομπότ που δημιουργήθηκε από τον μηχανικό Albert Beer. Το μηχάνημα είναι σε θέση να λύσει το παζλ για μετοχέςδευτερόλεπτα, ενώ χρειάζονται 4,7 δευτερόλεπτα για έναν άνθρωπο (επίτευγμα του Mats Valk το 2016). Όπως μπορείτε να δείτε, οι συμμετέχοντες στο κίνημα speedcubing έχουν κάποιον να αναζητήσουν.

Τι αλγόριθμοι υπάρχουν για την επίλυση ενός κύβου Ρούμπικ 3x3;

Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να λύσετε το διάσημο παζλ. Παραλλαγές των σχημάτων συναρμολόγησης κύβου του Rubik 3x3 έχουν αναπτυχθεί τόσο για αρχάριους όσο και για προχωρημένους με περίπλοκα σχήματα: 4x4, 6x6 ακόμη και 17x17.

Η παραλλαγή του παζλ 3x3 θεωρείται αγαπημένο κλασικό από τους περισσότερους θαυμαστές. Επομένως, υπάρχουν πολύ περισσότερες οδηγίες για το πώς να λύσετε έναν κύβο Rubik 3x3 από οποιαδήποτε άλλη.

Πώς πρέπει να μοιάζει το παζλ;

Μπορείτε να συναρμολογήσετε ένα παιχνίδι σύμφωνα με το σχέδιο μόνο από μια προπαρασκευασμένη θέση. Εάν τα μοτίβα στις όψεις του κύβου βρίσκονται λανθασμένα, τότε δεν θα είναι δυνατή η επίλυσή του χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο συναρμολόγησης κύβου Rubik 3x3 για αρχάριους. Υπάρχει ένα σύνολο τέτοιων θέσεων για διαφορετικές λύσεις.

Το σχήμα δείχνει έναν "λευκό σταυρό" ή απλά "σταυρό" - το σημείο εκκίνησης του ευκολότερου τρόπου επίλυσης ενός κύβου Ρούμπικ 3x3. Συνιστάται να αποσυναρμολογήσετε και να διπλώσετε σωστά το παιχνίδι.

Ονομασίες σχήματος και τρόποι περιστροφής του κύβου

Πριν ξεκινήσετε την αποσυναρμολόγηση των τύπων του Rubik's Cube 3x3, θα πρέπει να μάθετε τη σημείωση που χρησιμοποιείται στο speedcubing. Όλες οι κινήσεις του παζλ υποδεικνύονται με κεφαλαία γράμματα. Η απουσία απόστροφου πάνω από το σύμβολο σημαίνει ότι η περιστροφή είναι δεξιόστροφα εάν το σύμβολοείναι, μετά περιστρέψτε προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Τα πρώτα γράμματα των αγγλικών (ή ρωσικών) λέξεων που δηλώνουν κινήσεις είναι γενικά αποδεκτά:

• μπροστά - F ή Ф - περιστροφή της μπροστινής πλευράς;
• πίσω - B ή T - περιστροφή πίσω πλευρά;
• αριστερά - L ή L - περιστροφή της αριστερής σειράς;
• δεξιά - R ή R - περιστροφή δεξιάς σειράς;
• επάνω - U ή B - περιστροφή της επάνω σειράς;
• κάτω -D ή H - περιστροφή της κάτω σειράς.

Επίσης, οι δείκτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αλλαγή της θέσης του κύβου στο διάστημα - κινήσεις αναχαίτισης. Και εδώ όλα είναι απλά, από το σχολικό μάθημα της γεωμετρίας, όλοι γνωρίζουν τους άξονες συντεταγμένων Χ, Υ και Ζ. Η κίνηση του Χ σημαίνει ότι ο κύβος πρέπει να περιστραφεί από το πρόσωπο F στη θέση του προσώπου U, όταν μετατόπιση Y - F, θα πρέπει να λάβει χώρα L, και όταν περιστρέφεται το Z - F μετακινείται στο R.

Η ακόλουθη ομάδα συμβόλων χρησιμοποιείται σπάνια, χρησιμοποιείται κατά τη σύνταξη μοτίβων μοτίβων:

• M - στροφή μεσαίας σειράς, μεταξύ δεξιά (R/R) και αριστερά (L/L);
• S - στροφή της μεσαίας σειράς, μεταξύ εμπρός (F/F) και πίσω (B/T);
• E - περιστρέψτε τη μεσαία σειρά, μεταξύ της κορυφής (U/B) και του κάτω (D/H).

Γιατί να συλλέξετε σχέδια στις όψεις του κύβου;

Στις συναντήσεις speedcubing, ανταγωνίζονται όχι μόνο στην επίλυση παζλ, αλλά και στην ικανότητα δημιουργίας διαφόρων μοτίβων σε έναν κύβο Ρούμπικ 3x3. Αυτό το κάνουν για να συλλέξουν γρήγορα και εύκολα τον κύβο στην επιθυμητή θέση.

Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός σχημάτων για τη συναρμολόγηση ποικίλων μοτίβων: "κουκκίδες", "σκάκι", "κουκκίδες με σκάκι",«ζιγκ-ζαγκ», «μάσον», «κύβος σε κύβο σε κύβο» και πολλά άλλα. Μόνο για το κλασικό παζλ υπάρχουν περισσότερα από 46. Οι δάσκαλοι του Speedcubing θεωρούν ντροπή να αποσυναρμολογήσουν το παιχνίδι. Επίσης, η δημιουργία μοτίβων σε έναν κύβο Rubik 3x3 είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να εξασκηθείτε και να βελτιώσετε τις δεξιότητές σας.

Η εικόνα δείχνει παραλλαγές διαφορετικών μοτίβων παζλ. Ακολουθούν μερικοί ακόμη τύποι για τη συναρμολόγηση των πιο ενδιαφέροντων μοτίβων από τη θέση του σταυρού:

• σκάκι - M²E²S^2;
• ζιγκ-ζαγκ - (PLFT)3;
• four z - (PLFT)³B²N^2;
• Σταυρός Plummer - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• κύβος σε έναν κύβο σε έναν κύβο - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

Ο αλγόριθμος του κύβου του Ρούμπικ 3x3 για αρχάριους

Αν και υπάρχουν πολλοί τρόποι για να λύσετε το παζλ, απλά και ξεκάθαρα σχέδια για αρχάριους δεν είναι τόσο εύκολο να βρεθούν. Με κάθε ολοκληρωμένο βήμα συναρμολόγησης, οι τύποι κύβου 3x3 του Rubik γίνονται πιο δύσκολοι. Είναι απαραίτητο όχι μόνο να αλλάξετε σωστά το μοτίβο, αλλά και να αποθηκεύσετε ό,τι έχει γίνει πριν. Παρακάτω είναι μία από τις επιλογές για το πώς να λύσετε εύκολα έναν κύβο Ρούμπικ 3x3.

Συμβατικά, η όλη διαδικασία μπορεί να χωριστεί στα ακόλουθα στάδια:

1. Συναρμολόγηση του σταυρού στην κορυφή του κύβου.
2. Σωστή σύνθεση ολόκληρου του άνω προσώπου.
3. Εργασία στα μεσαία στρώματα.
4. Σωστή συναρμολόγηση των νευρώσεων της τελευταίας σειράς.
5. Συναρμολόγηση σταυρούκάτω άκρη.
6. Σωστός προσανατολισμός των γωνιών της τελευταίας όψης του κύβου.

Λύση παζλ - Προπαρασκευαστική εργασία

Το πρώτο βήμα είναι το πιο εύκολο. Οι αρχάριοι μπορούν να δοκιμάσουν τις δυνάμεις τους και να εξασκηθούν στη δημιουργία μοτίβων κύβων σύμφωνα με τις οδηγίες που παρέχονται, αλλά αυτή η διαδικασία θα διαρκέσει πολύ.

Πρέπει να επιλέξετε το επάνω πρόσωπο και το χρώμα που θα συλλεχθεί πρώτα. Ο αλγόριθμος συναρμολόγησης κύβων 3x3 Rubik για αρχάριους αναπτύχθηκε από τη θέση «σταυρός». Δεν είναι δύσκολο να το φτιάξετε, πρέπει να επιλέξετε το κεντρικό χρώμα, να βρείτε 4 στοιχεία άκρης της ίδιας απόχρωσης και να τα σηκώσετε στο επιλεγμένο πρόσωπο. Το έγχρωμο βέλος στην εικόνα υποδεικνύει το επιθυμητό τμήμα. Οι επιλογές για τη θέση του επιθυμητού στοιχείου μπορεί να είναι διαφορετικές, ανάλογα με αυτό, περιγράφονται 2 ακολουθίες ενεργειών Α και Β. Η δυσκολία έγκειται στη συνέχιση του σταυρού κατά μήκος των πλευρών του κύβου. Μπορείτε να ρίξετε μια πιο προσεκτική ματιά στην τελική μορφή της σκηνής στην εικόνα που δημοσιεύτηκε παραπάνω.

Λύση παζλ - εργαστείτε στη μεσαία σειρά

Σε αυτό το στάδιο του κύβου Ρούμπικ 3x3 για αρχάριους, πρέπει να βρείτε και να συναρμολογήσετε τα γωνιακά στοιχεία της επάνω όψης. Το τελικό αποτέλεσμα θα πρέπει να είναι η πλήρης λύση στη σταυρωτή όψη και στην επάνω σειρά του παζλ.

Η εικόνα δείχνει τρία πιθανά μοτίβα πτυχών. Επιλέγοντας μία από τις μεθόδους A, B ή C, πρέπει να συγκεντρώσετε και τις 4 γωνίες του κύβου. ενθυμούμενοςαλγόριθμοι περιστροφής και εξάσκησή τους, αποκτώνται δεξιότητες και μαεστρία στη σύνθεση παζλ. Είναι άσκοπο να εξετάζετε τύπους και να φαντάζεστε τη διαδικασία, είναι πολύ πιο εύκολο να πάρετε έναν κύβο και να δοκιμάσετε όλες τις μεθόδους στην πράξη.

Το τρίτο βήμα φαίνεται απλό, αλλά είναι μόνο μια εμφάνιση. Για την επίλυσή του, περιγράφονται δύο καταστάσεις μοτίβων και, κατά συνέπεια, συντάσσονται δύο τύποι περιστροφής. Κατά την εφαρμογή τους, αξίζει να θυμάστε να διατηρήσετε τα αποτελέσματα που επιτεύχθηκαν προηγουμένως. Οι Masters διατηρούν συνεχώς στη μνήμη τις τελευταίες 3-4 περιστροφές, ώστε σε περίπτωση αποτυχίας, να επαναφέρουν τον κύβο στην αρχική του κατάσταση.

Για να λύσετε το παζλ, πρέπει να το περιστρέψετε κατά μήκος του άξονα συντεταγμένων αναζητώντας τα απαραίτητα στοιχεία και να εργαστείτε μαζί τους. Τέτοιες κινήσεις σπάνια εμφανίζονται σε τύπους, μόνο σε ειδικές περιπτώσεις. Συνιστάται να ξεκινήσετε τη συναρμολόγηση όψεων άκρων από τα στοιχεία των κάτω σειρών, μετά από τέτοιες περιστροφές όλοι οι απαραίτητοι κύβοι θα κατέβουν από τη μεσαία σειρά στην κάτω σειρά.

Λύνοντας το παζλ - φτιάχνοντας τον δεύτερο σταυρό

Στο τέταρτο στάδιο, το παιχνίδι γυρίζει ανάποδα. Η επίλυση της τελευταίας όψης είναι το πιο δύσκολο μέρος του αλγορίθμου 3x3 του κύβου Rubik για αρχάριους. Οι τύποι περιστροφής είναι μεγάλοι και πολύπλοκοι και η εκτέλεσή τους απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή. Σκοπός της δράσης είναι να τοποθετηθούν τα στοιχεία νευρώσεων στις θέσεις τους για περαιτέρω χάραξη του σταυρού. Ο προσανατολισμός των τμημάτων νευρώσεων μπορεί να είναι εσφαλμένος. Φόρμουλα κίνησης κύβουυπάρχει μόνο ένα και θα πρέπει να εφαρμόζεται μέχρι να επιτευχθεί ο στόχος του σταδίου.

Οι περιστροφές του πέμπτου σταδίου στοχεύουν στη στροφή των στοιχείων προς τη δεξιά πλευρά. Η ιδιαιτερότητά του έγκειται στο γεγονός ότι ο ίδιος τύπος περιστροφής χρησιμοποιείται και για τα τρία μοτίβα στο σχήμα, η μόνη διαφορά είναι στον προσανατολισμό του ίδιου του κύβου.

Οι τύποι για τις κινήσεις του 5ου σταδίου είναι οι εξής:

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

С_{Н είναι η περιστροφή της μεσαίας σειράς δεξιόστροφα και ο εκθέτης πάνω από την αγκύλη είναι ο αριθμός των επαναλήψεων των ενεργειών σε αγκύλες.}

Λύση γρίφων - Τελευταίες περιστροφές

Στο έκτο στάδιο, καθώς και στο τέταρτο, οι απαραίτητοι κύβοι τοποθετούνται στις θέσεις τους, ανεξάρτητα από τον προσανατολισμό τους. Το παζλ πρέπει να περιστραφεί έτσι ώστε το στοιχείο που βρίσκεται ήδη στη σωστή θέση να βρίσκεται στην αριστερή γωνία στην κορυφή του κύβου. Οι επιλογές που προτείνονται για την επίλυση του τύπου αντικατοπτρίζονται η μία στην άλλη. Είναι απαραίτητο να επαναλάβετε τις περιστροφές μέχρι να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα.

Το έβδομο στάδιο είναι το πιο επίσημο και το πιο δύσκολο. Κατά την περιστροφή του κύβου, οι παραβιάσεις σε ήδη συναρμολογημένες σειρές είναι αναπόφευκτες. Θα χρειαστείεστιάστε πλήρως στις κινήσεις, διαφορετικά το αποτέλεσμα της συναρμολόγησης μπορεί να καταστραφεί ανεπανόρθωτα. Όπως και στο πέμπτο στάδιο, υπάρχει μόνο μία ακολουθία κινήσεων, αλλά επαναλαμβάνεται 4 φορές. Αρχικά, εκτελούνται περιστροφές για τον προσανατολισμό του στοιχείου και, στη συνέχεια, εκτελούνται αντίστροφες περιστροφές για επαναφορά κατεστραμμένων σειρών.

Δεν πρέπει να ξεχνάμε την εγγραφή κινήσεων χρησιμοποιώντας τους χαρακτήρες του αγγλικού αλφαβήτου. Οι τύποι για τις κινήσεις των όψεων και των σειρών του κύβου αυτού του σταδίου είναι οι εξής:

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

B - περιστροφή της άνω όψης κατά 90 μοίρες, B' - περιστροφή της ίδιας όψης αριστερόστροφα και B2 - διπλή περιστροφή.

Η πολυπλοκότητα της σκηνής έγκειται στη σωστή εκτίμηση της θέσης των στοιχείων και στην επιλογή της απαιτούμενης επιλογής περιστροφής. Μπορεί να είναι δύσκολο για αρχάριους να αναγνωρίσουν αμέσως το μοτίβο σωστά και να το ταιριάξουν με τη σωστή φόρμουλα.

Ο κύβος του Ρούμπικ και τα παιδιά

Το Το δύσκολο παζλ είναι ενδιαφέρον όχι μόνο για ενήλικες, αλλά και για παιδιά. Οι έφηβοι έγιναν οι κάτοχοι του παγκόσμιου ρεκόρ για την επίλυση του κύβου του Ρούμπικ. Το 2015, ο Colin Burns, ο οποίος ήταν μόλις 15 ετών τότε, συναρμολόγησε το παιχνίδι σε 5,2 δευτερόλεπτα.

Ένα απλό αλλά διασκεδαστικό παιχνίδι που συνεχίζει να ιντριγκάρει τη νεότερη γενιά για πάνω από 5 δεκαετίες. Το χόμπι των παιδιών συχνά εξελίσσεται σε επάγγελμα. Υπάρχουν μαθηματικές μέθοδοι για την αξιολόγηση της λύσης των προβλημάτων του κύβου του Ρούμπικ. Αυτός ο κλάδος των μαθηματικών χρησιμοποιείται γιακατάρτιση και σύνταξη αλγορίθμων λύσης για αυτοματοποιημένους υπολογιστές. Ρομπότ που αναζητούν πραγματικά τρόπους να λύσουν τον κύβο και δεν ακολουθούν έναν προκαθορισμένο αλγόριθμο κινήσεων, λύνουν το παζλ σε 3 δευτερόλεπτα, για παράδειγμα, CubeStormer 3.