Sådan samles en Rubik's Cube: et skema for begyndere

Puslespillet, opfundet som et visuelt hjælpemiddel til algebraisk teori, betagede pludselig hele verden. I årtier har folk langt fra højere matematik spillet voldsomt over en kompleks og fascinerende opgave. Magic Cube er et godt værktøj til at udvikle logisk tænkning og hukommelse. De, der først undrede sig over, hvordan man samler Rubiks kube, diagrammer og kommentarer, vil hjælpe med at støtte entusiasme og måske opdage verden med speedcubing.

Hemmeligheder ved at bygge en Rubiks kube: elementer, dele, nøglekoncepter

De seks ansigter på puslespillet har visse farver og rækkefølgen af ​​deres arrangement, patenteret af opfinderen. Talrige forfalskninger afslører ofte sig selv som usædvanlige farver eller deres position i forhold til hinanden. Læringsskemaer og beskrivelser bruger altid standardfarveskemaer. Det er ganske let for begyndere at blive forvirrede i forklaringerne, hvis du bruger en terning med et andet farveskema.

Farver på modsatte ansigter: hvid - gul, grøn - blå, rød - orange.

Hver side består af flere firkantede elementer. Med deres antal adskilles typer af Rubiks terninger: 3 * 3 * 3 (den første klassiske version), 4 * 4 * 4 (den såkaldte "Rubiks hævn"), 5 * 5 * 5 og så videre.

Den første model, samlet af Erno Rubik, bestod af 27 træterninger, lige malet i seks farver og stablet oven på hinanden. Inden for en måned forsøgte opfinderen at gruppere dem, så ansigterne på en stor terning blev dannet af de samme farvepladser. Udviklingen af ​​en mekanisme, der holdt alle elementerne sammen, tog endnu mere tid.

Den moderne Rubiks terning af et klassisk design består af følgende elementer:

• Centrene er de dele, der er bevægelige i forhold til hinanden, fastgjort på terningens rotationsakse. De står overfor brugeren med kun en malet side. Faktisk danner seks centre spejlpar i farveskemaet.
• Ribben er bevægelige elementer. Brugeren ser to farvede sider i hver kant. Farvekombinationer er også standard her.
• Hjørner - otte bevægelige elementer placeret ved en terninghul. Hver af dem har tre farvede sider.
• Fastgørelsesmekanismen er et kryds af tre stift faste akser. Der er en alternativ mekanisme, der ligner en sfære. Det bruges i højhastigheds- eller multi-element-terninger. Konstruktionen af ​​terninger med et jævnt antal elementer på ansigterne er især kompliceret - dette er et system med sammenkoblede klikmekanismer, undertiden kombineret med et kryds. Der er magnetiske gear til professionelle hastighedsbiter.

Spillet med Rubiks kube er, at ved hjælp af den bevægelige mekanisme de farvede elementer på ansigterne er omordnet og forsøger at samles i den oprindelige rækkefølge.

Puslespillere konkurrerer i tidens løsning. Ud over håndens glæde er det derfor nødvendigt at studere, huske og bringe automatiske hundreder af kombinationer af farvede elementer og handlinger med dem. Denne usædvanlige sport kaldes speedcubing.

Speedcubers-turneringer afholdes regelmæssigt, poster opdateres. Der åbnes konstant nye horisonter for resultater. Som en del af turneringerne afholdes konkurrencer til samling af blindt, med en hånd, ben og så videre.

Den nyeste hobby er samlingen af ​​patiens (mønstre) på en terning.

Strukturen af ​​Rubik's Cube og navnene på rotationerne

For at beskrive manipulationer med et puslespil, nedskrive beslutningsskemaer, bevægelser af elementer i forhold til hinanden, og bare for at lette kommunikationen blev der oprettet et rotationssprog. Det er en bogstavbetegnelse for hvert ansigt og måderne for dets rotation.

Siderne af puslespillet er aktiveret.

Brug de første bogstaver fra russiske navne i russisk-sproglige manualer til samling af Rubiks terning:

• F - fra "facaden";
• T - bagfra;
• P - fra "højre";
• L - fra "venstre";
• B - fra ”toppen”;
• N - fra "bunden".

Det internationale samfund bruger de oprindelige breve fra navnene på ansigterne på engelsk.

Betegnelser accepteret af WCA (World Cube Association):

• R - fra højre;
• L - fra venstre;
• U - fra op;
• D - fra ned;
• F - forfra;
• B - bagfra.

Det centrale element kaldes det samme som ansigtet (R, D, F osv.).

Kanten støder op til to ansigter, dens navn består af to bogstaver (FR, UL osv.).

Vinklen er henholdsvis beskrevet med tre bogstaver (for eksempel FRU).

Grupperne af elementer, der udgør de midterste lag mellem ansigterne, har også deres egne navne:

• M (fra midten) - mellem R og L.
• S (fra stående) - mellem F og B.
• E (fra ækvatorial) - mellem U og D.

Rotation af ansigter er beskrevet af bogstaver, der navngiver ansigter og yderligere ikoner.

• Apostrofen “” ”angiver, at ansigtet eller laget roterer mod uret.
• Tallet 2 angiver gentagelsen af ​​bevægelsen.

Mulige handlinger med ansigtet, for eksempel med højre:

• R - rotering med uret;
• R '- rotation mod uret.
• R2 er en dobbelt drejning, uanset hvilken retning, da ansigtet kun har fire mulige positioner.

For at bestemme, hvordan du vender et ansigt, skal du fremvise urskiven på det og ledes af bevægelsen af ​​en imaginær hånd.

Rotationen af ​​de modsatte flader "med uret" opnås mod.

De midterste lags bevægelser er bundet til de ydre flader:

• Lag M roterer i samme retninger som L.
• Lag S er som F.
• Lag E - ligesom D.

En anden vigtig betegnelse af “w” er samtidig rotation af to tilstødende lag. For eksempel er Rw den samtidige rotation af R og M.

Hele terningens sving kaldes afskæringer. De udføres i tre planer, det vil sige langs tre koordinatakser: X, Y, Z.

• x og x 'er rotationerne på X-aksen for hele terningen. Bevægelserne falder sammen med højre sving.
• y og y 'er terningens rotationer langs Y-aksen. Bevægelserne falder sammen med rotationerne på overfladen.
• z og z '- rotering af terningen langs Z-aksen. Bevægelsen falder sammen med rotationen af ​​frontalfladen.
• x2, y2, z2 - betegnelser på dobbelt afskæringer på den specificerede akse.

Foruden almindeligt accepterede notationer er samlehåndbøger fulde af slang, navnene på teknikker, teknikker, algoritmer, mønstre og figurer på en terning, der er populære blandt speedcubers og så videre. Skematiske beskrivelser af algoritmer, der kun bruger pile, er ikke mindre efterspurgte. Jo mere erfaring der er gjort med at løse puslespillet, jo lettere er det at forstå beskrivelser og forklaringer, mange ting begynder at blive opfattet intuitivt.

• Hættefarvede elementer samlet på den ene side af terningen. At samle et puslespil er det samme som at samle alle seks kasketter.
• Bæltefarvede elementer støder op til overskriften. Hætten kan samles, så bæltet består af forskellige farvefragmenter, det vil sige, at hjørne og ribben ikke er på plads.
• Kryds - en figur på en hat på fem fragmenter i samme farve. Samlingen begynder ofte med at bygge et kors. Der er ingen klar guide. Dette trin giver den største handlefrihed og kræver en vis tanke. Når korset er klar, gjenstår det at følge de indlærte algoritmer.
• Vend - drej et hjørne eller kant ét sted i forhold til midten, denne handling kræver brug af specielle algoritmer.

Skemaer og stadier af samling af gåder til begyndere

Ordninger for begyndere vil hjælpe dig med at lære og redde dine nerver ved at samle en håbløst sammenfiltret terning, føle logik for bevægelser og udarbejde de enkleste algoritmer.

Før du udfører nogen handling, skal du undersøge terningen. I konkurrencer tager "præ-inspektion" 15 sekunder. I løbet af denne tid skal du finde elementer i samme farve, som vil blive samlet i en "hat" på første fase. Traditionelt starter de fra den hvide side, dvs. de fleste manualer antager, at U er hvid. "Multicolorists" -hastighedscubere kan begynde at samle sig fra alle retninger og mentalt genopbygge alle de færdige algoritmer.

Rubik's Cube 2x2

"Mini terning" består af 8 hjørneelementer. På det første trin opsamles et lag på fire hjørner. På det andet trin - de resterende hjørner placeres på deres pladser, mens de kan vendes på hovedet, dvs. farvede elementer vil ikke være på deres ansigter. Det gjenstår at indsætte dem på højre side.

• "Bang-bang" -algoritmen giver dig mulighed for at flytte hjørneelementet og orientere det korrekt. Hvis du udfører denne sekvens af handlinger seks gange i træk, vender terningen tilbage til sin oprindelige position. Så hvis terningen er blandet, skal du anvende den fra 1 til 5 gange for at indstille elementet korrekt. Algoritmepost: RUR’U '.
• Når et lag er samlet, er det nødvendigt at dreje terningen med det andet lag op. Flyt dette lag i en hvilken som helst retning, og sæt et af hjørnerne på deres sted. Dernæst anvendes en algoritme, der giver dig mulighed for at bytte to tilstødende elementer - højre og venstre hjørne af frontfladen. Handlingssekvensen er som følger: URU’L’UR’U’LU.
• Når alle hjørner er på plads, bliver de vendt (vendt) ved hjælp af "bang-bang" -algoritmen. På dette tidspunkt er det vigtigt ikke at opfange terningen.

Sådan samles en Rubik's Cube 3x3

1. Byg et "hvidt kors" ved at samle 4 kanter med hvide klistermærker rundt om det hvide centrum.
2. Kombiner farvecenterne på siderne R, L, U, D med de matchende kanter på det ”hvide kryds”.
3. Sæt hjørnerne på plads med hvide klistermærker. Ved hjælp af R’D’RD-algoritmen, gentaget op til fem gange, vender hjørnerne til den rigtige position.
4. For at placere kanterne på det midterste lag, skal du opsnappe terningen - y2. Vælg ribben uden gult klistermærke. Kombiner det med midten, der matcher farve på den ene side. Brug formler til at skifte kanten til det midterste lag: Kanten falder til venstre: U’L’ULUFU’F ’. Kanten falder til højre: URU’R’U’F’UF.Hvis et element er på sin plads, men forkert roteret, bruges disse algoritmer igen til at flytte det til det tredje lag og geninstallere det.
5. Uden at opfange terningen, skal du samle det gule kors på hætten på det tredje lag og gentage algoritmen: FRUR’U’F.
6. Kombiner kanterne på det sidste lag med sidecentrene korrekt, som det blev gjort for det første kryds. To ribben falder let på plads. De to andre skal udskiftes.Hvis de er imod hinanden: RUR'URU2R '. Hvis der er tilstødende sider: RUR’URU2R’U.
7. Placer hjørnerne af det sidste ansigt på de korrekte positioner. Hvis ingen af ​​dem er på det rigtige sted, skal du anvende URU’L’UR’U’L-formlen. Et af elementerne vil stå korrekt. For at opfange terningen i denne vinkel til sig selv, vil det være øverste højre hjørne på frontkanten. Flyt de resterende hjørner mod uret til URU’L’UR’U’L eller omvendt U’L’URU’LUR ’. På dette tidspunkt vil alle de indsamlede websteder blive genopbygget, det ser ud til, at noget gik galt. Det er vigtigt at sikre, at matrisen ikke vælter, og at centrum af F ikke bevæger sig i forhold til brugeren. Kombinationen af ​​træk skal gentages op til 5 gange.
8. Det kan være nødvendigt at udvide hjørneelementerne ved at justere farvefragmenterne korrekt med resten af ​​ansigterne. For at udvide (vende) dem bruges den første formel: R’D’RD. Det er vigtigt ikke at opfange terningen, så F og U ikke ændrer sig.

Rubik's Cube 4x4

Puslespil med mere end tre elementer i en kant involverer et meget større antal kombinationer.

Specielt vanskelige er de "lige" indstillinger, da de ikke har et stift fast center, der hjælper med at navigere i det klassiske puslespil.

For 4 * 4 * 4 er ca. 7,4 * 1045 elementpositioner mulige. Derfor blev han kaldt "Rubiks hævn" eller Master Cube.

Yderligere betegnelser på de indre lag:

• f - indre frontal;
• b - indre bageste;
• r er den inderste højre;
• l - indre venstre.

Monteringsmuligheder: lag for lag, fra hjørner eller ved støbning til 3 * 3 * 3. Den sidstnævnte metode er den mest populære. Først samles fire centrale elementer på hver side. Derefter justeres ribbeparrene, og endelig indstilles vinklerne.

• Når man samler centrale elementer, skal man huske, hvilke farver der er kontrast i par. Algoritme til at skifte elementer fra de midterste fire: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)' U2.
• Når du monterer ribbenene, drejer det kun de ydre flader. Algoritmer: (Ll) 'U' R U (Ll); (Ll) 'U' R2 U (Ll); (Ll) 'U' R 'U (Ll); (Rr) U L U '(Rr)'; (Rr) U L2 U '(Rr)'; (Rr) U L 'U' (Rr) '. I de fleste tilfælde kan ribber samles intuitivt. Når der kun er to kantelementer tilbage: (Dd) R F 'U R' F (Dd) '- for at indstille dem side om side, U F' L F 'L' F U '- for at bytte dem.
• Dernæst anvendes 3 * 3 * 3 terningformler til permutation og rotation af hjørnerne.

Komplekse sager, der kræver en særlig løsning, er pariteter. Deres formler løser ikke problemet, men slår elementer ud fra en dødvandssituation og bringer puslespillet i en form, der er løst ved hjælp af standardalgoritmer.

• To tilstødende ribberelementer i forkert retning: r2 B2 U2 l U2 r 'U2 r U2 F2 r F2 l' B2 r2.
• Modstående par ribbenelementer i forkert retning: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.
• Par ribbenelementer, der vender mod hinanden i den forkerte retning: F 'U' F r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2 F 'U F.
• Hjørnerne på det sidste lag er ude af sin plads: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.

5x5 hurtig puslespil

Montering er at give et klassisk look. Først opsamles 9 centrale fragmenter på hver hætte og tre ribbenelementer. Det sidste trin er justering af vinkler.

Yderligere betegnelser:

• u er den indre overflade;
• d er den indre nedre grænse;
• e er den indre linje mellem øvre og nedre;
• (to ansigter i parentes) - samtidig rotation.

Samlingen af ​​de centrale elementer er lettere end i det foregående tilfælde, da der er stift faste farvepar.

• I det første trin kan der opstå vanskeligheder, hvis du har brug for at skifte elementer på tilstødende ansigter. Hvis de adskilles af et kantelement: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)'. Hvis de er placeret på de indre midterste lag: (Rr) 'F' (Ll) '(Rr) U (Rr) U' (Ll) (Rr) '.
• Kombinationen af ​​ribbenelementer er intuitiv, det påvirker ikke de indsamlede centre: (Ll) 'U L' U '(Ll); (Ll) 'U L2 U' (Ll); (Rr) U 'R U (Rr)'; (Rr) U 'R2 U (Rr)'. Kompleksiteten er kun samlingen af ​​de to sidste kanter.

Paritetsformler:

• skift elementer i lag u og d på kanterne af den ene flade: (Dd) R F 'U R' F (Dd) ';
• skift kantelementerne placeret i det midterste lag på den ene flade: (Uu) 2 (Rr) 2 F2 u2 F2 (Rr) 2 (Uu) 2;
• placere disse elementer på deres steder, det vil sige: flip: e R F 'U R' F e ';
• placere ribben i det midterste lag: (Rr) 2 B2 U2 (Ll) U2 (Rr) 'U2 (Rr) U2 F2 (Rr) F2 (Ll)' B2 (Rr) 2;
• skift elementer i sidelaget på den ene side: (Ll) 'U2 (Ll)' U2 F2 (Ll) 'F2 (Rr) U2 (Rr)' U2 (Ll) 2;
• vip samtidigt tre ribben på plads: F 'L' F U 'eller U F' L.

Den sidste opgave er at arrangere hjørnerne efter princippet om en klassisk terning.

Den hurtigste måde. Jessica Friedrich-metode

De, der allerede har lært at løse puslespillet på 1 - 2 minutter, det vil sige, kan virkelig hurtigt samle Rubiks terning, komme til en grundlæggende ny forståelse af problemet. Mekanisk acceleration på et bestemt tidspunkt bliver umulig. Særlige algoritmer og teknikker er nødvendige for at reducere søgetiden efter løsninger.

Layering af den klassiske version for at fremskynde processen kommer til fire opgaver:

• indledende kors på en hat;
• samtidig samling af det første og andet lag;
• sidste hat;
• bælte i det tredje lag.

Problemet er, at du er nødt til at lære og huske 119 formler udarbejdet af forfatteren af ​​metoden, Jessica Friedrich. Grupperne af algoritmer F2L, OLL, PLL for hvert trin beskriver alle mulige kombinationer af arrangementet af elementer, sving og permutationer, der er nødvendige for at arbejde med kantvinkelpar.

Metoden giver dig mulighed for at løse puslespillet på mindre end 20 sekunder.

Sådan samles en Rubiks terning med lukkede øjne

Der er udviklet specielle teknikker til at lette denne opgave. En af de populære blandt speedcubere er den gamle Pochmann-metode.

Samlingen udføres ikke i lag, men i grupper af elementer: først alle kanter, derefter hjørnerne.

Rib RU - buffer. Ved hjælp af specielle algoritmer flyttes terningen, der optager denne position, til sin plads. Elementet, der udskiftede det i RU-positionen, flyttes igen osv., Indtil alle kanter er på plads. Gør det samme med hjørner. Et træk ved algoritmer for blindmontering er, at de giver dig mulighed for at flytte et element uden at blande resten.

I processen med at samle blinds drejes terningen ikke for ikke at blive forvirret.

Inden man fortsætter med samlingen, ”huskes” terningen. Opretter mentalt en kæde, langs hvilken elementerne bevæger sig. Hvert klistermærke tildeles sit eget bogstav i alfabetet. For kanter og hjørner er speedcuber et separat alfabet. Den blandede Rubiks terning huskes som en række bogstaver. Det øverste klistermærke på bufferkuben er det første bogstav, klistermærket, der indtager sit retmæssige sted, er det andet osv. For nemheds skyld er ord sammensat af en række bogstaver, og sætninger er sammensat af ord.

Hvem ejer rekorden for den hurtigste Rubiks terningsenhed

Australske Felix Zemdegs opdaterede to gange verdensrekorden for samling af den klassiske Rubiks kube i 2018. I begyndelsen af ​​året blev den bedste tid registreret i 4,6 sekunder, i maj blev puslespilet løst på 4, 22 sekunder.

Den 22-årige atlet ejer flere flere aktuelle poster 2015 - 2017:

• 4x4x4 - 19,36 sekunder;
• 5x5x5 - 38.52 sekunder;
• 6x6x6 - 1: 20,03 minutter;
• 7x7x7 - 2: 06,73 minutter;
• megaminx - 34,60 sekunder;
• med en hånd - 6,88 sekunder.

Den robotrekord, der er optaget i Guinness Book of Records, er 0,637 sekunder. Der er allerede en eksisterende model, der kan samle en terning på 0,38 sekunder. Dets udviklere er amerikanerne Ben Katz og Jared Di Carlo.