Чем развлечь себя, когда есть свободная минутка, но заняться нечем? Решение разного рода головоломок отличный вариант!
Самой популярной головоломкой за всю историю человечества по праву считается знаменитый кубик Рубика, изобретенный в далеком 1975 году, и названный в честь своего изобретателя. После появления на свет, он молниеносно «захватил весь мир». Как минимум попробовать собрать кубик Рубика пытался каждый, но не каждому удавалось это сделать.
Как собрать кубик Рубика? Без посторонней помощь, абсолютно самостоятельно это сделать довольно сложно, это далеко не детская задача. Нужно знать алгоритм сборки кубика Рубика.
Кстати, доказано, что для любой начальной ситуации, полностью собрать куб размера 3х3х3 можно собрать не более чем за 20 ходов (поворотов). Число 20, поэтому еще называют числом Бога, а алгоритм, который собирает куб за минимальное число ходов - алгоритмом Бога.
Если вы давно хотели узнать, как собирать кубик Рубика, то этот пост именно для вас. Давайте раз и навсегда покончим с этой задачей и устроим себе небольшой праздник. Сделав это, вы смело сможете ставить плюсик в списке своих достижений и потом козырять перед знакомыми, которые этого делать не умеют. Итак, представляем вашему вниманию алгоритм сборки кубика Рубика.
На картинках приведены схемы действий, следуя которым мы, в конце концов, сможем упорядочить цвета на сторонах куба.
Вначале давайте разберемся с обозначениями, которые используются на схемах, и которыми мы будем оперировать в процессе изучения алгоритма сборки кубика Рубика классического размера 3х3х3.
Обозначения сторон :
- Ф - фронтальная (передняя)
- З - задняя
- Л - левая
- П - правая
- В - верхняя
- Н - нижняя
Теперь разберемся с названиями поворотов , которые будем применять к вышеописанным сторонам.
Буква безо всяких приставок обозначает поворот указанной стороны на четверть полного оборота (90 градусов) по часовой стрелке (например, «Ф » означает, что мы поворачиваем переднюю сторону на четверть оборота по часовой стрелке , т.е. на один сдвиг).
Буква с «’ » означает поворот указанной стороны на четверть полного оборота (90 градусов) против часовой стрелки . Таким образом, надпись «Ф’ » значит, что переднюю сторону мы должны повернуть на четверть полного оборота против часовой стрелки .
Буква с «’ ’ » значит, что указанную сторону поворачиваем в любую сторону на пол поворота (180 градусов)
Закрепим: надпись Л’ ’ ПФ’ означает, что сначала мы поворачиваем левую грань на пол оборота, затем делаем четверть оборота правой грани почасовой стрелке и завершаем комбинацию четвертью оборота фронтальной грани против часовой стрелке.
Расположение цветов.
Выберите нижний цвет, он будет оставаться снизу на протяжении всего процесса сборки куба. Вместо серого цвета, который приведен на схемах алгоритма сборки кубика Рубика, может быть любой цвет, это не важно. Место, куда мы переместили необходимую нам часть, будет изображено черным. Смотрим первый рисунок.
Переходим непосредственно к сборке и ответу на вопрос «Как собрать кубик Рубика?»
Шаг №1.
Вам нужно собрать на нижней стороне куба крестик, так чтобы все средние боковые квадратики соответствовали серединам боковых граней (смотрим на схему). Тут готового алгоритма, к сожалению, нет. Придется немного повозиться и пошевелить мозгами.
Шаг №2.
Вторым шагом будет досборка нижнего слоя. Нам нужно поставить нижние угловые кубики на свои места. Тут все гораздо проще чем в 1 шаге – тут есть готовые шаблоны поворотов.
Если угол находится в нижнем слое, но неверно ориентирован, то его сначала надо поднять вверх, повернуть так, как нам нужно и поставить на свое законное место. Смотрим на рисунок и применяем приведенные там приемы. Каждому повороту соответствует формула, с которыми мы разобрались немного выше.
Шаг №3.
Нижний слой собран. Переходим ко второму, среднему слою. Размещаем по своим законным местам 4 боковых кубика второго слоя. Если боковой кубик стоит на своем месте, но не правильно повернут, то перевернуть его можно выполняя следующие действия - смотрим схему.
Два слоя собраны. Остался финальный рывок, но не стоит расслабляться раньше времени.
Шаг №4.
Задача перевернуть средние кубики верхнего слоя нужным нам цветом вверх. При этом неважно на своем месте они стоят или нет, на данном шаге это не столь важно. Применяя одну из предложенных схем действий, переворачиваем боковушки верхней стороны нужным цветом вверх.
Шаг №5.
На верхней грани получился крестик нужного цвета, однако как вы могли понять из предыдущего пункта, боковые кубики верхней грани могут стоять не на своих местах. Задача 5-го шага - поставить их на свои места.
Возможны 4 варианта, для каждого из которых есть свой эффективный алгоритм действий. Применяем их и устанавливаем боковушки на место. Крест верхней грани можно считать собранным полностью.
Шаг №6.
Продолжаем выяснять, как собрать кубик Рубика? И мы почти вышли на финишную прямую.
Устанавливаем уголки верхней грани на свои места, но при этом они могут быть перевернуты.
В данном случае «на своем месте » значит, что уголок содержит цвета всех центральных квадратиков тех граней, на стыке которых он находится.
Вот три формулы поворотов, которые соответствуют трем вариантам перемещения угловых кубиков. Напоминаем, что уголки могут быть неправильно ориентированы, но они должны стать «на свое место».
Шаг №7.
Друзья, мы добрались до финиша! Остался последний шаг в сборке кубика Рубика.
Угловые кубики расставлены по своим местам, но некоторые могут быть ориентированы неправильно. Их нужно перевернуть. Для этого следует попарно выполнять операции, прописанные на схеме шага №7 (смотрим на рисунок выше).
Получилось? Ну конечно получилось! Всего за каких-то 7 шагов мы с вами справились с головоломкой, которая не давала и не дает спать миллионам людей.
Естественно, что за один раз вы не запомнили все шаги и формулы поворотов и перемещение. Тут уж надо просто потренироваться и набить руку.
Главное, что вы теперь точно знаете ответ на вопрос «Как собрать кубик Рубика »?
Вы неделю ломали голову над этой головоломкой. И вот, наконец, она собрана!.. Вам никогда не понять радость человека, собравшего кубик Рубика, пока сами не попытаетесь это сделать.
Для неопытного обывателя собрать кубик Рубика – задача не из простых. Конечно, в интернете можно найти и видео, и инструкции с , где есть подробное описание пошаговой сборки. Но не все методики поддаются успешному применению на практике.
Для начинающих сборщиков
Разберемся же, из чего состоит кубик Рубика 3х3 и как его можно крутить (хотя, скорей всего, первое время он будет крутить вами!).
У кубика есть каркас – крестовина, на которой закреплены центральные детали каждой стороны. Эти детали неподвижны, и вся остальная «братия» крутится вокруг них.
Теперь возьмите кубик, поверните к себе одной из сторон (на ваше усмотрение) и внимательно рассмотрите:
В ─ верхняя сторона,
Н ─ нижняя сторона,
Л ─ левая сторона,
П ─ правая сторона,
Ф – фронтальная (передняя) сторона,
З ─ задняя сторона.
И, соответственно, важно усвоить комбинации поворотов:
Ф, З, В, Н, Л, П – вращение по часовой стрелке (или – от себя) на 90 градусов;
Ф’,З’, В’, Н’, Л’, П’ – вращение против часовой стрелки (или – на себя) на 90 градусов;
Ф”, З”, В”, Н”, Л″, П” – вращение на 180 градусов.
Простейшая схема сборки кубика Рубика 3х3 состоит из семи последовательных этапов.
Шаг 1. Собираем крест на верхней грани.
Выберите сторону, которая будет верхом. Будем собирать «правильный» крест. Это означает, что на верхней стороне центр будут окружать детали того же цвета, а на боковых гранях – наклейки на верхнем кубике и центральном будут другого, но при этом также одинакового цвета.
Чтобы получить такой результат, проще всего одним из вышеуказанных поворотов перенести интересующий нас кубик вниз, совместить его с центром того же цвета и перенести обратно вверх.
Когда вы таким образом собрали несколько ребер, а следующее стоит так, что, опустив его, вы нарушите верх, вам на помощь приходит комбинация П’, Н’, П, позволяющая вернуть все на свои места.
Шаг 2. Расставляем углы верхней грани.
Проще всего начинать с тех углов, которые находятся внизу. Подкручиваем низ так, чтобы искомый угол стал под положенным ему местом, как на картинке ниже. Далее одним из поворотов переносим его наверх, скорей всего, нарушив верхний крест, поэтому фиксируем угол поворотом совершенно в другую сторону, ставим центр на место и возвращаем угол. Например, для случая, приведенного на рисунке 4, применяем комбинацию П, Ф’, П’, Ф.
Принцип строится на том, что мы одними кубиками «выбиваем» другие. Если угол находится сверху, то лучше его перенести вниз, например, поворотом П′, и затем ставить на положенное место
Ожидаемый результат:
Шаг 3. Собираем средний слой.
Во-первых, разворачиваем кубик так, чтобы собранная сторона была внизу. Теперь можно расставить четыре ребра среднего слоя по своим местам. Здесь возможны три комбинации:
1. Необходимо перенести кубик сверху справа на переднюю грань. Поворачиваем В’, Ф’, В, Ф, В, П, В’, П’.
2. Перенести вправо можно с помощью комбинации В, П, В’,П’, В’, Ф’,В, Ф.
3. Для разворота ребра, которое стоит там, где надо, но не той стороной: П, В’, П’, В’, Ф’, В, Ф, В’, П, В’, П’, В’, Ф’, В, Ф.
Результат:
Шаг 4. Собираем «неправильный» крест на «новой» верхней грани.
Цель – достичь варианта с рис. 10, собрать «белый крест»:
1) комбинация Ф, П, В, П’, В’, Ф";
2) Ф, В, П, В’, П’, Ф";
3) любая из предложенных комбинаций два раза.
Шаг 5. Делаем из «неправильного» креста «правильный».
Поворачиваем верхний слой до тех пор, пока любые два ребра не совпадут по цветам с центрами из среднего слоя. Тут имеет место два случая:
1. На своих местах – два противолежащих ребра, два остальных нужно поменять местами. Используем комбинацию П, В, П’, В, П, В”, П’.
2. Два собранных ребра, находятся под углом, два остальных нужно поменять местами комбинацией П, В”, П’, В’, П, В’, П’. Возможно, вам придется повторить эту комбинацию несколько раз.
Результат:
Шаг 6. Расставляем углы верхнего слоя по своим местам.
Для осуществления этого шага воспользуйтесь одной из предложенных комбинаций:
1) П’, Ф’, Л, Ф, П, Ф’, Л’, Ф;
2) Ф’, Л, Ф, П’, Ф’, Л’, Ф, П.
Шаг 7. Разворачиваем углы правильными цветами.
Держим кубик к себе одной стороной так, чтобы «неправильный» угол был справа сверху. Комбинацией П’, Н’, П, Н крутим кубик, пока угол не станет, как надо. Далее прокручиваем верх до следующего неправильного повернутого угла и той же комбинацией выставляем правильно. Рабочую сторону не меняем!
Во время этих действий конструкция кубика может нарушиться. Но так прописано в сценарии. Так что не переживайте!
Наконец, можно развернуть все четыре угла правильными сторонами – остальные элементы кубика также становятся на свои места! Гордитесь собой – вы это сделали! Поздравляем с успешным результатом!
Фото: kak-sobrat-kubik-rubika.praya.ru, speedcubing.com.ua, ru.gde-fon.com.
Помилка в тексті? Виділи її, натисни Shift + Enter або клікни .
В 1975 году скульптор Эрне Рубик запатентовал свое изобретение под названием "Магический куб". Уже более 40 лет все права на головоломку принадлежат компании близкого друга изобретателя - Тома Кренера - под названием Seven Towns Ltd. Английская фирма контролирует производство и продажу кубика по всему миру. В Венгрии, Германии, Португалии и сохранила свое первоначальное название, в других странах игрушку называют кубиком Рубика.
Разновидности головоломки
Классический кубик Рубика имеет размеры 3 на 3 квадрата. Со временем придумали огромное количество форм и размеров для игрушки. Никого уже не удивить головоломкой в виде пирамиды или размером кубика 17х17. Однако человечество никогда не останавливается на достигнутом.
Очевидно, что не существует схемы сборки для начинающих этого кубика. Процесс сборки и решения головоломки может занять годы. В последнее время интерес к кубику растет не только в Азии и Европе, но и там, где игрушка была не очень популярна, например, в США. Один из поклонников кубика Рубика снял на видео сборку головоломки 17 на 17. Общая длина ролика 7,5 часов, съемки проводились в течение недели.
Растущий спрос рождает предложение. Иногда продаваемые модели невероятны и не всегда понятно, как же они будут выглядеть в собранном виде. В каждой стране есть свои любимые разновидности игрушки.
Что такое спидкубинг?
Поклонники игры устраивают настоящие соревнования по скорости сборки кубика. В продаже имеются специальные "скоростные" головоломки. Механизм вращения таких кубиков Рубика очень качественный, а повороты граней и рядов можно совершать движением одного пальца.
World Cube Association (WCA) - это некоммерческая организация, поддерживающая движение спидкубинга. WCA регулярно устраивает соревнования по всему миру. Практически во всех странах есть представители организации. Стать участником мероприятия по спидкубингу может любой, нужно лишь зарегистрироваться на сайте и уложиться в норматив по сборке. Самая популярная дисциплина на таких соревнованиях - это скоростная сборка кубика Рубика 3х3. Норматив для участия составляет 3 минуты, но даже если человек не сможет решить задачу за отведенное время, его все равно допустят до мероприятия. Записаться можно на любую дисциплину, но приходить нужно со своей головоломкой.
Рекорд сборки кубика Рубика 3х3 принадлежит роботу Sub1, созданному инженером Альбертом Биром. Машина способна решить головоломку за доли секунды, тогда как человеку потребуется на это 4,7 секунды (достижение Матса Валка 2016 года). Как видно, участникам движения спидкубинга есть на кого равняться.
Какие существуют алгоритмы сборки кубика Рубика 3х3?
Существует множество способов решить известную головоломку. Разработаны варианты схем сборки кубика Рубика 3х3 как для начинающих, так и для продвинутых людей с усложненными схемами: 4х4, 6х6 и даже 17х17.
Вариант головоломки 3х3 считается любимой классикой у большинства поклонников. Поэтому инструкций как собрать кубик Рубика 3х3 гораздо больше, чем каких - либо еще.
Как должна выглядеть головоломка?
Собрать игрушку по схеме можно лишь из заранее подготовленной позиции. Если узоры на гранях кубика расположены неправильно, то решить его через алгоритм сборки кубика рубика 3х3 для начинающих не получиться. Существует набор таких позиций для разных вариантов решения.
На рисунке изображен или просто "крест" - отправная точка самого простого способа собрать кубик Рубика 3х3. Рекомендуется разобрать и сложить игрушку правильно.
Обозначения схем и способы вращения кубика
Прежде, чем приступить к разборке формул кубика Рубика 3х3, стоит выучить обозначения используемые в спидкубинге. Все движения головоломки обозначаются заглавными буквами. Отсутствие апострофа над символом означает то, что вращение осуществляется по часовой стрелке, если знак есть, то вращать следует в обратном направлении.
Общепринятыми считаются первые буквы английских (или русских) слов обозначающих движения:
- front - F или Ф - вращение фронтальной стороны;
- back - B или Т - вращение задней стороны;
- left - L или Л - вращение левого ряда;
- right - R или П - вращение правого ряда;
- up - U или В - вращение верхнего ряда;
- down -D или Н - вращение нижнего ряда.
Также могут использоваться указатели для изменения положения кубика в пространства - движения перехвата. Здесь тоже все просто, из школьного курса геометрии всем известны оси координат X, Y и Z. Движение X означает, что кубик необходимо повернуть гранью F на место грани U, при сдвиге Y - F становиться на место L, а при вращении Z - F перемещается на R.
Следующая группа обозначений используется редко, ее применяют при составлении схем узоров:
- M - поворот среднего ряда, между правым (R/П) и левым (L/Л);
- S - поворот среднего ряда, между фронтальным (F/Ф) и тыльным (B/Т);
- E - поворот среднего ряда, между верхним (U/В) и нижним (D/Н).
Зачем собирают узоры на гранях кубика?
На встречах по спидкубингу соревнуются не только в решении головоломки, но и в умении составлять различные узоры на кубике Рубика 3х3. Делают это для того, чтобы быстро и просто собирать кубик в нужную позицию.
Существует огромное количество схем по сборке самых разных узоров: "точки", "шахматы", "точки с шахматами", "зигзаг", "мезон", "кубик в кубе в кубе" и многие другие. Только для классической головоломки их существует более 46. Мастера спидкубинга считают зазорным разбирать игрушку. Также составление узоров на кубике Рубика 3х3 - это прекрасный способ тренировки и улучшения навыков.
На рисунке изображены варианты различных узоров головоломки. Далее приведены еще несколько формул для сборки самых интересных рисунков из позиции крест:
- шахматы - M 2 E 2 S 2 ;
- зигзаг - (ПЛФТ) 3;
- четыре z - (ПЛФТ) 3 В 2 Н 2 ;
- крест Пламмера - ТФ 2 Н"П 2 ФНТ"ФН"ВФ"Н"Л 2 ФН 2 В";
- кубик в кубе в кубе - В"Л 2 Ф 2 Н"Л"НВ 2 ПВ"П"В 2 П 2 ПФ"Л"ВП".
Алгоритм сборки кубика Рубика 3х3 для начинающих
Хотя способов решения головоломки множество, простые и понятные схемы для новичков найти не так просто. С каждым пройденным этапом сборки, формулы кубика Рубика 3х3 становятся сложнее. Нужно не только правильно изменить узор, но и сохранить то, что сделано до этого. Ниже будет приведен один из вариантов, как легко собрать кубик Рубика 3х3.
Условно весь процесс можно разбить на следующие этапы:
- Сборка креста в верхней грани кубика.
- Правильное составление всей верхней грани.
- Работа над средним слоев.
- Правильная сборка ребер последнего ряда.
- Сборка креста нижней грани.
- Правильное ориентирование углов последней грани кубика.
Решение головоломки - подготовительная работа
Первый этап самый легкий. Новички могут попробовать свои силы и потренироваться в составлении узоров кубика по имеющимся инструкциям, но этот процесс займет много времени.
Нужно выбрать верхнюю грань и цвет, который будет собираться первым. Алгоритм сборки кубика Рубика 3х3 для начинающих разработан с позиции "крест". Сделать его несложно, необходимо выбрать центральный цвет, найти 4 реберных элемента того же оттенка и поднять их на выбранную грань. Цветная стрелочка на картинке указывает на искомую часть. Варианты расположения нужного элемента могут быть разными, в зависимости от этого описаны 2 последовательности действий А и Б. Трудность заключается в том, чтобы продолжить крест по боковым сторонам кубика. Более внимательно рассмотреть конечный вид этапа можно на изображении, размещенном выше.
Решение головоломки - работа над средним рядом
На этом этапе схемы сборки кубика Рубика 3х3 для начинающих необходимо найти и собрать угловые элементы верхней грани. В конечном результате должна быть полностью решена грань с крестом и верхний ряд головоломки.
На изображении приведены три случая возможного узора граней. Выбирая один из способов А, Б или В необходимо собрать все 4 угла кубика. Запоминая алгоритмы вращения и отрабатывая их, приобретаются навыки и мастерство сборки головоломки. Рассматривать формулы и представлять процесс - бессмысленно, гораздо проще взять кубик и попробовать все способы на практике.
Третий этап кажется простым, но это только видимость. Для его решения описаны две ситуации узоров и соответственно составлены две формулы вращения. Применяя их, стоит помнить о сохранении ранее достигнутых результатов. Мастера постоянно держат в памяти 3-4 последних вращений, чтобы в случае неудачи вернуть кубик к первоначальному состоянию.
Для решения головоломки ее нужно вращать по оси координат в поиске необходимых элементов и работы с ними. Такие движения редко отображаются в формулах, только в особых случаях. Рекомендуется начать сборку реберных граней с элементов нижних рядов, после таких вращений все нужные кубики спустятся из среднего в нижний ряд.
Решение головоломки - составление второго креста
На четвертом этапе игрушку переворачивают "вверх тормашками". Решение последней грани - самая сложная часть алгоритма сборки кубика Рубика 3х3 для начинающих. Формулы вращений длинные и сложные, их выполнение потребует особой внимательности. Цель действий - расположить реберные элементы на своих места для дальнейшего составления креста. Ориентация реберных частей может быть неправильной. Формула движений кубика всего одна и применять ее следует пока не будет достигнута цель этапа.
Вращения пятого этапа направлены на разворот элементов правильной стороной. Его особенность заключается в том, что применяется одна и та же формула вращения для всех трех узоров на рисунке, разница лишь в ориентации самого кубика.
Формулы для движений 5 этапа выглядят следующим образом:
- (ПС Н) 4 В (ПС Н) 4 В" - вариант «А»;
- (ПС Н) 4 В" (ПС Н) 4 В - вариант «Б»;
- (ПС Н) 4 В 2 (ПС Н) 4 В 2 - вариант «В».
С Н - это поворот среднего ряда по часовой стрелке, а показатель степени над скобочкой - количество повторений действий в скобках.
Решение головоломки - последние вращения
На шестом этапе, как и на четвертом, нужные кубики расставляются по своим местам, безотносительно их ориентации. Головоломку следует повернуть так, чтобы элемент, который уже на нужном месте, располагался в левом дальнем углу наверху кубика. Варианты, предложенные для решения формулы, зеркально отражают друг друга. Повторять вращения необходимо до достижения желаемого результата.
Седьмой этап самый торжественный и самый трудный. При вращениях кубика нарушения в уже собранных рядах неизбежны. Потребуется полностью сосредоточить внимание на движениях, иначе результат сборки может быть безвозвратно загублен. Как и в пятом этапе, последовательность движений всего одна, но повторяется по 4 раза. Сначала совершаются вращения для ориентации элемента, затем обратные - для восстановления нарушенных рядов.
Не следует забывать о записи движений при помощи знаков английского алфавита. Формулы движений граней и рядов кубика данного этапа выглядят следующим образом:
- (RF"R"F) 2 U (RF"R"F) 2 - вариант «а»;
- (RF"R"F) 2 U" (RF"R"F) 2 - вариант «б»;
- (RF"R"F) 2 U 2 (RF"R"F) 2 - вариант «в».
В - поворот верхней грани на 90 градусов, В" - поворот той же грани против часовой стрелки, а В 2 - двойной поворот.
Сложность этапа в правильной оценке расположения элементов и выборе необходимого варианта вращений. Новичкам бывает трудно сразу правильно определить узор и сопоставить его с правильной формулой.
Кубик Рубика и дети
Хитрая головоломка интересна не только взрослым, но и детям. Мировыми рекордсменами по сборке кубика Рубика становились подростки. В 2015 году Колин Бернс, которому на тот момент было только 15 лет, собрал игрушку за 5,2 секунды.
Простая, но увлекательная игрушка продолжает интересовать подрастающее поколение вот уже 5 десятилетие. Детское увлечение нередко перерастает в профессию. Существуют математические способы оценки решения задач кубика Рубика. Данный раздел математики используют при составлении и написании алгоритмов решения для автоматизированных вычислительных машин. Роботы, которые действительно ищут пути сборки кубика, а не выполняют заранее вбитый алгоритм движений, решают головоломку за 3 секунды, например, CubeStormer 3.
Правильное название «Кубик Рубика ». Рубик – венгерский скульптор и изобретатель популярной головоломки. Кубик рубик был изобретен ещё в 1974 году, и с тех пор его сборка занимает мысли всего человечества.
Эта головоломка представляет собой пластиковый куб, состоящий из 26-ти кубиков, которые могут вращаться вокруг трёх внутренних осей куба. Каждая сторона окрашена в определенный цвет и состоит из 9-ти квадратов.
Поворачивая стороны кубика рубика, можно менять расположение квадратов. Цель – вернуть квадраты в исходное положение, чтобы каждая грань состояла из квадратов одного цвета . Сделать это не так просто. Многие люди самостоятельно могут собрать только некоторую часть кубика. Для полного сбора головоломки существуют определенные вращения, алгоритмы, вычисленные при помощи формул.
Предлагаем Вам ознакомиться с одним из алгоритмов сбора кубика рубика 3х3
Самый простой способ собрать кубик рубик – запомнить, при помощи каких вращений он был разобран и повторить их в обратном порядке. Однако такая возможность есть, только если кубик был изначально собран. Если же кубик разобран, собрать его заново сложно. Тут может помочь интуиция, пространственное мышление или случайность. Но лучше запомнить алгоритм сбора кубика. Их существует несколько.
Традиционное название алгоритма, за наименьшее число ходов собирающего кубик рубик – «алгоритм Бога». Максимальное число ходов при этом алгоритме – «число Бога». В июле 2010 года было доказано, что такое число равно 20. То есть, при известных алгоритмах нужно сделать не менее 20-ти ходов, чтобы собрать кубик рубик.
Собирание кубика на скорость – это целый спорт, называющийся спидкубинг (speedcubing ) . Проводятся соревнования между спидкуберами, и даже соревнования по сборке вслепую!
Вы также можете посмотреть видео как по шагам собрать кубик рубик для начинающих :
Всем привет!
Сегодня наша статья посвящена всем любителям головоломок. Решение задач, кроссвордов, ребусов, загадок и пр. всегда привлекало людей от мала до велика. И это не только забавное времяпрепровождение, но и польза для ума, развития логического мышления.
Головоломки бывают как нарисованные в каком-либо издании, так и сделанные в виде предметов, часто игрушек. Одной из таких является знаменитый в 20 веке Кубик Рубика.
Наверняка еще остались поклонники этой головоломки. А может, кто, прочитав эту статью и сам захочет познакомиться с этой уже можно сказать старинной игрушкой-головоломкой.
Ку́бик Ру́бика (иногда ошибочно - кубик-рубик; первоначально был известен как «магический кубик», венг. bűvös kocka) - механическая головоломка, изобретённая в 1974 году (и запатентованная в 1975 году) венгерским скульптором и преподавателем архитектуры Эрнё Рубиком. Из Википедии .
В середине 70-х годов прошлого века венгерский преподаватель Эрне Рубик, что-бы как-то помочь усвоить своим студентам некоторые математические особенности и понять трехмерные объекты более наглядно, смастерил несколько деревянных кубиков и раскрасил их в шесть цветов.
Потом оказалось, что сложить из них целый куб с одинаковыми по цвету сторонами, задача довольно сложная. Эрне Рубик бился месяц, пока не достиг результата. И вот, 30 января 1975 года он получил патент на свое изобретение под названием «Магический кубик».
Однако это название сохранилось только в немецком, португальском, китайском и, естественно, венгерском языках. Во всех остальных странах, в том числе и у нас, его называют Кубик Рубика.
В свое время эта головоломка была хитом продаж. По всему миру было продано в 80-90 гг. только, более 350 млн. штук
Что такое кубик Рубика
Что же представляет из себя эта головоломка. Внешне это пластмассовый куб. Сейчас он выходит в различных размерах, причем популярным считается 4х4х4. Первоначально же он был изготовлен в формате 3х3х3. Это куб (3х3х3) выглядит как 26 маленьких кубиков с 54 цветными гранями, которые и составляют один большой куб.
Грани куба вращаются вокруг его трех внутренних осей. Поворотами граней цветные квадраты переупорядочиваются множеством самых различных способов. Задача – собрать цвета всех граней одинаково.
Различных комбинаций очень много. Для примера, кубик размером 3х3х3 имеет следующее число комбинаций:
(8! × 38−1) × (12! × 212−1)/2 = 43 252 003 274 489 856 000.
Как только эта головоломка завоевала популярность, математики всего мира, да и не только, поставили целью найти такое количество комбинаций, которое было бы наименьшим при его сборке.
В 2010 году несколько математиков из разных уголков планеты доказали, что каждая конфигурация этой головоломки, может быть решена не более чем за 20 ходов. За ход считается любой поворот грани.
Любители кубика не просто собирали его, а стали устраивать соревнования по скоростному сбору головоломки. Таких людей стали называть спидкуберами. Результат засчитывается не по единичной сборке, а как среднее время из пяти попыток.
Кстати, вместе с популярность, как это и бывает, появились и противники, которые доказывали (даже на примерах), что сборка кубика, особенно скоростная влечет за собой вывихи кистей рук.
Но, как бы то ни было, а кубик не только не отвращал от себя, а притягивал все больше и больше людей. А соревнования проходили как в отдельном городе, так и в стране, и международные. Так, например, на чемпионате Европы в 2012 году победил участник из России. Среднее время сборки у него составило 8,89 сек.
Кубик стал настолько популярным, что стали появляться, другие его модификации по форме. Например, змейка, пирамидка, различные тетраэдры и пр.
Как собрать кубик 3х3, схема с картинками для начинающих
И так. Приступим к простому варианту сборки кубика размером 3х3х3. Он состоит из семи этапов. Но сперва о некоторых понятиях и обозначениях, которые встречаются на схемах.
Ф, Т, П, Л, В, Н – обозначения сторон кубика: фасад, тыл, правая, левая, верх, низ. При этом какая из сторон фасад, тыл и т.д. зависит от вас и от схемы, на которой нанесены эти обозначения.
Обозначения Ф’, Т’, П’, Л’, В’, Н’ говорят о повороте граней на 90° против часовой стрелки.
Обозначения Ф 2 , П 2 и т. д. говорят о двойном повороте грани: Ф 2 = ФФ, что значит два раза повернуть фасадную грань.
Обозначение С – поворот среднего слоя. При этом: С П - со стороны правой грани, С Н - со стороны нижней, С’Л - со стороны левой, против часовой стрелки и т. д.
Например, такая запись (Ф’ П’) Н 2 (ПФ) означает, что необходимо вначале повернуть фасадную грань против часовой стрелки на 90°, потом так же правую грань. Далее, нижнюю грань повернуть дважды – это на 180°. Потом повернуть правую грань на 90° по часовой стрелке, и так же повернуть фасадную грань на 90° по часовой стрелке.
На схемах это обозначается так:
Итак, начнем этапы сборки.
На первом этапе необходимо будет собрать крест первого слоя.
Нужный кубик опускаем вниз, поворачивая соответствующую боковую грань (П, Т, Л) и выводим его на фасадную грань поворотом Н, Н’ или Н 2 . Заканчиваем все обратным поворотом той же боковой грани
На схеме это выглядит так:
На втором этапе расставляем угловые кубики первого слоя
Здесь нам необходимо найти необходимый угловой кубик, который имеет цвета граней Ф, В, Л. Способом аналогичным для первого этапа, выводим его в левый угол выбранной фасадной грани.
На схеме точками показано то место, на которое необходимо поставить нужный кубик. Для остальных трех угловых кубиков повторяем ту же операцию.
В результате получим следующий рисунок:
На третьем этапе будем собирать второй слой.
Находим нужный кубик и первоначально выводим его вниз на фасадную грань. Если он располагается внизу, то делаем это поворачивая нижнюю грань до совпадения с цветом фасада.
Если же он расположен в среднем поясе, тогда опускаем его вниз, используя формулу а) или б). Далее, совмещаем по цвету с цветом фасадной грани и вновь проделать а) или б). В результате у нас будет собрано уже два слоя.
Переходим к четвертому этапу. Здесь мы соберем третий слой и крест.
Что нужно сделать здесь. Перемещаем бортовые кубики одной грани, которые не нарушают уже собранного порядка в слоях. Далее, выбираем другую грань и повторяем процесс.
Таким образом, мы поставим на место все четыре кубика. В результате все находится на своих местах, но два, или даже все четыре могут быть ориентированы неправильно.
Прежде всего надо увидеть, какие кубики, сидящие на своих местах неправильно ориентированы. Если ни одного или один, тогда поворачиваем верхнюю грань так, чтобы находящиеся на соседних гранях кубики встали на свои места.
Здесь применим такие повороты фв+пв, пв+тв, тв+лв, лв+фв. Далее, ориентируем кубик как на рисунке и уже применяем написанную там же формулу.
Переходим к пятому этапу. Здесь мы разворачиваем боковые кубики третьего слоя.
Кубик, который будем разворачивать должен располагаться на правой грани. На рисунке он помечен стрелками. Точками там же, помечены все возможные случаи, когда кубики могут быть ориентированы неправильно (рисунки а, б и в).
Рисунок а). Здесь надо будет произвести поворот В’, чтобы вывести второй кубик на правую грань. Далее, закончить поворотом В, который вернёт верхнюю грань в исходное положение.
Рисунок б). Здесь делаем как и в случае а), только поворачиваем В 2 и завершаем так же В 2
Рисунок в). поворот В выполняем три раза после переворота каждого кубика, после чего заканчиваем также поворотом В.
Приступаем к шестому этапу, расстанавливаем угловые кубики третьего слоя.
Здесь должно быть просто. Углы последней грани ставим по следующей схеме:
Вначале прямой поворот, которым переставляем три угловых кубика по часовой стрелке. Затем обратный, которым переставляем три кубика уже против часовой стрелки.
Ну и, наконец, последний этап, в ходе которого ориентируем угловые кубики.
На этом этапе многократно повторяется последовательность поворотов ПФ’П’Ф.
На приведенном рисунке так же показаны четыре варианта, когда кубики могут быть неправильно ориентированы. Они помечены точками.
Рисунок а) делаем вначале поворот В и заканчиваем поворотом В’,
Рисунок б) здесь и начинаем с В 2 , и заканчиваем им.
Рисунок в) поворот В надо выполнить после того, как развернем каждый кубик правильно, а затем делаем поворот В2,
Рисунок г) совершаем сперва поворот В, который также выполняется после того, как правильно ориентируем каждый кубик. Заканчиваем тоже поворотом В.
В результате всё собрано
Схема сборки для детей
Эта схема так же разделена на несколько этапов.
- Начинается сборка с креста на верхней стороне. Собрать его практически несложно. Причем, на расположение цветов других сторон кубика можно не обращать внимание, но только пока.
Обычно советуют начинать сборку с желтого цвета. Но вы можете выбрать любой.
- Продолжаем собирать крест. Здесь необходимо учесть, что все верхние элементы сопряжённых сторон должны иметь тот же цвет, что и центральные элементы, расположенные на тех же самых гранях. Если где-то что-то не совпало, пробуем идти по такому алгоритму:
А. если по цвету не совпали две соседние стороны: П, В, П’, В, П, В 2 , П’, В
Б. если отличаются противоположные стороны: Ф 2 , З 2 , Н 2 , Ф 2 , З 2
- На этом этапе расставляем угловые кубики. Таким образом, мы соберем полностью одну сторону. Осмотрим эти угловые кубики и увидим, что кубики того цвета, который мы выбрали за основу, в частности желтого находятся в трех вариантах: сверху, слева или справа. Для каждого применяем соответствующую комбинацию:
Для того, что сверху – П, В 2 , П’, В’, П, В, П’
Для того что слева – Ф’, В’, Ф
Для того, что справа – П, В, П’
В результате получим одну полностью собранную сторону, а верхние слои смежных сторон и их центр имеют одинаковый цвет.
- Теперь нам предстоит собрать второй слой. Для этого поворачиваем собранную сторону наверх. Далее крутим нижнюю грань так, чтобы цвет бокового элемента совпал с цветом стороны, образуя букву «Т». Для того, чтобы переместить боковой кубик с нижнего слоя на средний и при этом его два цвета должны совпасть с цветами соседних сторон, необходимо выполнить следующее:
А. Повернуть влево кубик — Н, Л, Н’, Л’, Н’, Ф’, Н, Ф
Б. Переместить вправо кубик — Н’, П’, Н, П, Н, Ф, Н’, Ф’
- Собираем третий слой. Начнем с того, что повернем кубик несобранной стороной вверх. Если выбранный цвет был желтым, то теперь наверх мы должны сделать белый. Теперь собираем по этим формулам кубики белого цвета:
А. Белый кубик в центре + два противоположные боковые – Ф, П, В, П’, В’, Ф’,
Б. Белый кубик в центре + два прилежащие боковые – Ф, В, П, В’, П’, Ф
В. Только один белый кубик в центре – применяем любую комбинацию, или А, или Б
- Собираем оставшийся слой полностью. Ниже показана схема сборки при двух возможных вариантах. Если у вас не получилось ни одного из перечисленного, воспользуйтесь любым.
А. Цвета совпадают при перестановке против часовой стрелки – П, В, П’, В, П, В 2 , П’,
Б. Цвета совпадают при перестановке по часовой стрелке – П, В 2 , П’, В’, П, В’, П’,
- На этом этапе расставляем угловые кубики. Сделать это будет несколько сложнее. Однако попрактиковаться, и все получится.
А. Боковой кубик с цветом верхней грани находится на фронтальной стороне –
П’, Ф’, Л, Ф, П, Ф’, Л’, Ф
Б. Боковой кубик с цветом верхней грани находится на боковой стороне –
Ф’, Л, Ф, П’, Ф’, Л’, Ф, П
- Последнее. Здесь необходимо правильно развернуть углы. Нам понадобятся опять-таки два варианта:
А. По часовой стрелке – П 2 , В 2 ’, П, Ф, П’, В 2 ’, П, Ф’, П
Б. Против часовой стрелки — П’, Ф, П’, В 2 ’, П, Ф’, П’, В 2 ’, П 2
При необходимости поменять угловые кубики крест-накрест или же углы, которые находятся противоположно, можно использовать любой из этих двух вариантов.
В результате головоломка будет собрана полностью.
Видео мастер класс по кубику
И напоследок небольшое видео
