Algoritmus pro budování Rubikovy krychle 3x3 pro začátečníky. Vzory na Rubikově krychli 3x3

V roce 1975 si sochař Erna Rubik patentoval svůj vynález nazvaný "Magic Cube". Již více než 40 let mají všechna práva k hádanku společnost blízkého přítele vynálezce Tom Krenera nazvaného Seven Towns Ltd. Anglická firma ovládá výrobu a prodej kosti po celém světě. V Maďarsku, Německu, Portugalsku a Portugalsku Čína Puzzle

Typy puzzle

Klasická Rubikova kostka měří 3 x 3 čtverce. Během času přišla s hračkou velký počet tvarů a velikostí. Nepřekvapujte někoho s hádankou ve formě pyramidy nebo krychle velikosti 17x17. Lidstvo však nikdy nezastaví to, co bylo dosaženo.

Je zřejmé, že pro začátečníky této krychle neexistuje montážní schéma. Proces montáže a řešení hádanky může trvat roky. Nedávný zájem o kostku roste nejen v Asii a Evropě, ale také tam, kde hračka nebyla příliš populární, například v USA. Jeden z fanoušků Rubikova kostka nahrával puzzle montáže 17 až 17. Celková délka videa, 7,5 hodiny, střelba se konala v týdnu.

Rostoucí poptávka vytváří nabídku. Někdy jsou prodané modely neuvěřitelné a není vždy jasné, jak vypadají v sestavené podobě. V každé zemi existují jejich oblíbené typy hraček.

Co je rychlostní hlava?

Fanoušci hry zajistí skutečnou soutěž o rychlost krychle. V prodeji jsou speciální "vysokorychlostní" hádanky. Mechanismus otáčení takových kostek Rubik je velmi kvalitní a otáčení obličejů a řad může být provedeno pohybem jednoho prstu.

Sdružení World Cube (WCA) je nezisková organizace, která podporuje pohyb rychlého pohybu. WCA pravidelně organizuje soutěže po celém světě. Prakticky ve všech zemích jsou zástupci organizace. Každý, kdo se může stát členem události speedcube, stačí se zaregistrovat na webu a dodržet montážní standard. Nejoblíbenější disciplínou v těchto soutěžích je vysokorychlostní sestava Rubikovy krychle 3x3. Standard pro účast je 3 minuty, ale i v případě, že osoba nemůže vyřešit problém v určeném čase, bude ještě přijat na akci. Můžete se přihlásit do nějaké disciplíny, ale musíte jít s vaším hádankou.

Záznam sestavy Rubikovy krychle 3x3 patří robotovi Sub1, který vytvořil inženýr Albert Bir. Stroj je schopen řešit puzzle ve zlomcích sekundy, zatímco člověk bude potřebovat 4,7 sekundy k tomu (dosažení Matsa Valky v roce 2016). Zjevně mají účastníci rychlého pohybu hnutí někdo rovnat se.

Jaké jsou algoritmy pro budování Rubikovy krychle 3x3?

Existuje mnoho způsobů, jak vyřešit známou skládačku. Varianty montážních schémat pro Rubikovu kostku jsou určeny pro začátečníky i pokročilé s komplikovanými schématy: 4x4, 6x6 a dokonce i 17x17.

Varianta 3x3 je považována za oblíbenou klasiku pro většinu fanoušků. Pokyny, jak sestavit Rubikovu kostku 3x3, jsou tedy mnohem víc než ostatní.

Jak vypadá skládačka?

Sestavení hračky podle schématu je možné pouze z dříve připravené pozice. Pokud nejsou vzory na tvářích krychle správně umístěny, není možné je vyřešit pomocí algoritmu pro sestavení krychle 3x3 rubiku pro začátečníky. Existuje řada takových pozic pro různá řešení.

Zobrazuje se obrázek "bílý kříž" nebo jednoduše "kříž" - počáteční bod nejjednoduššího způsobu shromažďování Rubikovy kostky 3x3. Doporučuje se správně rozebrat a skládat hračku.

Označení schémat a způsoby otáčení krychle

Než začnete rozebírat vzorky Rubikovy krychle 3x3, stojí za to zjistit notaci použitou v rychlospotřebování. Všechny pohyby puzzle jsou označeny velkými písmeny. Nepřítomnost apostrofu nad symbolem znamená, že rotace je ve směru hodinových ručiček, pokud je nějaká značka, otáčí se v opačném směru.

První písmena anglických (nebo ruských) slov označujících pohyby jsou obecně přijata:

• přední F nebo F-přední strana;
• zpět-B nebo T-backside rotace;
• vlevo - L nebo L - rotace levého řádku;
• doprava - R nebo P - rotace pravého řádku;
• up - U nebo B - otáčení horního řádku;
• dolů -D nebo H-rotace spodní řady.

Také ukazatele lze použít ke změně polohy kostky v prostoru - pohybu zachycení. I zde je jednoduché, školní hřiště geometrie je známo, že všechny osami souřadnic X, Y a Z. Pohyb X znamená F pro otáčení krychle tváří směrem dolů U, ve střihu Y - F stát místo L, a při otáčení Z - F přesune do R.

Následující skupina symbolů je zřídka používána, používá se při kreslení vzorků vzorků:

• M - rotace střední řady mezi pravou (R / P) a levou (L / L);
• S - otáčení prostředního řádku mezi přední řadou (F / F) a zadní částí (B / T);
• E - otáčení prostředního řádu mezi horním (U / B) a dolním (D / H).

Proč shromažďovat vzory na tvářích krychle?

V soutěžích Speedcup soutěží nejen při řešení puzzle, ale také ve schopnosti vytvořit různé vzory Rubikovy kostky 3x3. Proveďte to tak, abyste mohli rychle a jednoduše shromáždit kostku v požadované poloze.

Existuje mnoho schémat pro montáž různých vzorů, „bodu“, „šachy“, „přejděte na šachy“, „cik-cak“, „mezon“, „krychle na kostce v kostku“, a mnoho dalších. Pouze pro klasické puzzle jich existuje více než 46. Mistrovské spidkubinga považován za hanebný demontáž hračka. Také kreslení vzoru na Rubikově krychli 3x3 je skvělý způsob, jak vycvičit a zdokonalit dovednosti.

Obrázek ukazuje varianty různých skládaček. Zde jsou další vzorce pro sestavení nejzajímavějších výkresů z pozice kříže:

• šachy - M²E²S²;
• cikcak - (PLFT)^3-
• čtyři z - (PLFT)³V²H²;
• Cross Plummer - TF²N`P<sup>2</sup>FNT`FN`VF`N`L<sup>2</sup>FN<sup>2</sup>B `;
• Kostka v kostce v kostce - V`L<sup>2</sup>F<sup>2</sup>N`L`NV<sup>2</sup>PV`P`V<sup>2</sup>П<sup>2</sup>PF`L`VP `.

Algoritmus pro budování Rubikovy krychle 3x3 pro začátečníky

I když existuje mnoho způsobů, jak řešit hádanku, jednoduché a srozumitelné schémata pro začátečníky nejsou tak snadné najít. S každým stupněm sestavení se Rubikovy vzorce krychle 3x3 stávají složitějšími. Je nezbytné nejen správně změnit vzorec, ale také zachovat to, co bylo dříve provedeno. Níže je uvedena jedna z možností, protože lze snadno sestavit Rubikovu kostku 3x3.

Podmíněně lze celý proces rozdělit do následujících etap:

1. Sestavení kříže v horní části krychle.
2. Správné složení celé horní plochy.
3. Práce na středních vrstvách.
4. Správná montáž okrajů posledního řádku.
5. Sestavení kříže spodní plochy.
6. Správná orientace úhlů poslední plochy krychle.

Řešení hádanky je přípravnou prací

První fáze je nejsnadnější. Začátečníci si mohou vyzkoušet svou ruku a vycvičit při sestavování vzorků krychle podle dostupných pokynů, ale tento proces bude trvat dlouho.

Je třeba vybrat horní plochu a barvu, která bude shromažďována jako první. Algoritmus pro sestavení Rubikovy krychle 3x3 pro začátečníky je navržen z pozice "cross". Udělejte to jednoduše, musíte vybrat centrální barvu, najít 4 okrajové prvky stejného odstínu a zvednout je na vybranou plochu. Barevná šipka na obrázku označuje požadovanou část. Varianty umístění požadovaného prvku mohou být různé, v závislosti na tom jsou popsány 2 sekvence akcí A a B. Obtížnost je pokračovat v kříži po stranách krychle. Bližší pohled na konečnou podobu jeviště lze provést na obrázku uvedeném výše.

Řešení puzzle - práce na střední řadě

V této fázi sestavení Rubikovy kosti 3x3 pro začátečníky je nutné najít a shromáždit rohové prvky horní plochy. V konečném důsledku musí být tvář s křížem a horní řadou puzzle zcela vyřešena.

Obrázek ukazuje tři případy možného vzoru obličeje. Při výběru jedné z metod A, B nebo B musíte shromáždit všechny 4 rohy krychle. Vzpomenete si na rotační algoritmy a cvičíte je, získáte dovednosti a dovednosti při sestavování hádanky. Je zbytečné zvažovat vzorce a představovat proces, je mnohem snazší získat kostku a vyzkoušet všechny metody v praxi.

Třetí fáze se zdá jednoduchá, ale je to jen vzhled. K vyřešení této situace jsou popsány dvě situace vzorků a podle toho jsou složeny dvě vzorce rotace. Při jejich použití je třeba pamatovat na zachování dříve dosažených výsledků. Majitelé neustále udržují v paměti 3-4 poslední rotace, že v případě, že se nevrátí kostka do výchozího stavu.

Chcete-li vyřešit hádanku, musíte ji otočit podél osy souřadnic při hledání potřebných prvků a pracovat s nimi. Takové pohyby jsou zřídka zobrazeny ve vzorcích, pouze ve zvláštních případech. Doporučuje se začít montáž žeber hrany s prvky spodních řadách poté, co otáčky všech požadovaných bloků sestoupil od středu ke spodní řadě.

Řešení puzzle - sestavení druhého kříže

Ve čtvrté fázi se hračka otočí vzhůru nohama. Řešení posledního obličeje je nejtěžší částí algoritmu pro sestavení Rubikovy krychle 3x3 pro začátečníky. Rotační vzorce jsou dlouhé a složité, jejich realizace bude vyžadovat zvláštní pozornost. Účelem akce je uspořádání žeberních prvků na jejich místech pro další kompilaci kříže. Orientace žeberních částí může být nesprávná. Vzorec pohybů krychle je pouze jeden a měl by být aplikován, dokud není dosaženo cíle etapy.

Rotace pátého stupně jsou zaměřeny na otáčení prvků správnou cestou. Jeho zvláštnost spočívá v tom, že použitý stejný vzorec pro otáčení všech tří modelů na obrázku, rozdíl je pouze v orientaci krychle.

Formule pro pohyby 5. etapy jsou následující:

• (PS_H).⁴ B (PS_H).⁴ B `- varianta "A";
• (PS<sub>H</sub>).<sup>4</sup> B `(PS_H).⁴ B - varianta "B";
• (PS_H).⁴ V² (PS_H).⁴ V² - možnost "B".

C_H - to je rotace středního řádku ve směru hodinových ručiček a exponent přes konzolu je počet opakování akcí v závorkách.

Řešení puzzle je poslední rotace

Na šestém a čtvrtém stupni jsou na svých místech umístěny potřebné kostky, bez ohledu na jejich orientaci. Hádanka by měla být otočena tak, aby prvek, který je již na správném místě, byl umístěn v levém horním rohu v horní části krychle. Možnosti navržené k vyřešení vzorce se navzájem zrcadlí. Opakované otáčení je nezbytné, dokud nebude dosaženo požadovaného výsledku.

Sedmá fáze je nejslavnější a nejtěžší. Při otáčení krychle jsou nevyhnutelné poruchy již sestavených řad. Bude nutné plně se soustředit na pohyby, jinak může být výsledek sestavy nenávratně zničen. Stejně jako v pátém stupni je posloupnost pohybů pouze jedna, ale opakuje se čtyřikrát. Nejprve se provedou otáčky pro orientaci prvku, pak se provádí zpětné natočení pro obnovení zlomených řádků.

Nezapomeňte na nahrávací pohyby pomocí značek anglické abecedy. Vzorce pro pohyby obličejů a řad kosti v tomto stupni jsou následující:

• (RF`R`F)² U (RF`R`F)² - možnost "a";
• (RF`R`F)² U ` (RF`R`F)<sup>2</sup> - možnost "b";
• (RF`R`F)<sup>2</sup> U<sup>2</sup> (RF`R`F)² - možnost "c".

B - otočí horní plochu o 90 stupňů, B `- otáčí stejnou plochu proti směru hodinových ručiček a B² - dvojité otočení.

Obtížnost etapy správně odhadnout umístění prvků a volbu požadované možnosti rotace. Pro začátečníky je obtížné okamžitě správně určit vzor a porovnat je se správným vzorem.

Rubikova kostka a děti

Chytrá puzzle je zajímavá nejen pro dospělé, ale i pro děti. Držitelé světového rekordu pro montáž Rubikovy krychle byli teenageři. V roce 2015 Colin Burns, který byl tehdy pouhých 15 let, shromáždil hračku za 5,2 sekundy.

Jednoduchá, ale fascinující hračka nadále zaujímá mladou generaci za posledních 5 desetiletí. Dětské koníčky jsou často transformovány na povolání. Existují matematické způsoby hodnocení řešení problémů Rubikovy krychle. Tato část matematiky se používá při kompilaci a psaní algoritmů řešení pro automatizované počítače. Roboty, které opravdu hledají způsoby, jak postavit kostku a nevykonávají předběžný algoritmus pohybů, vyřešte hádanku za 3 sekundy, například CubeStormer 3.