Uganka, izumljena kot vizualna pomoč za algebrsko teorijo, je nepričakovano osvojila ves svet. Že več kot desetletje se ljudje, daleč od višje matematike, strastno borijo nad zapleteno in zanimivo nalogo. Magic Cube je odlično orodje za razvoj logičnega razmišljanja in spomina. Tisti, ki so se spraševali, kako zgraditi Rubikovo kocko, diagrame in komentarje, bodo pomagali podpreti navdušenje in morda odkriti svet hitrosti.
Skrivnosti Rubikove zbirke kocke: Elementi, deli, ključni pojmi
Šest elementov sestavljanke ima določene barve in njihov red, ki jih patentira izumitelj. Številni ponaredki se pogosto izrazijo v nenavadnih barvah ali drugem položaju. Programi usposabljanja in opisi vedno uporabljajo standardno barvno zasnovo. Začetniki se lahko preprosto izgubijo v razlagah, če uporabljate kocko z drugačno barvno shemo.
Barve nasprotnih obrazov: belo - rumeno, zeleno - modro, rdeče - oranžno.
Vsaka stran je sestavljena iz več kvadratnih elementov. Po njihovi številki so vrste Rubikovih kock: 3 * 3 * 3 (prva klasična različica), 4 * 4 * 4 (tako imenovana "Rubikova maščevanje"), 5 * 5 * 5 in tako naprej.
Prvi model, ki ga je sestavil Erno Rubik, je sestavljalo 27 lesenih kock, enakomerno pobarvan v šestih barvah in sestavljen drug od drugega. Izumitelj se je za en mesec poskušal združiti tako, da so obrazi velike kocke oblikovani iz istih barvnih kvadratov. Še več časa je bil sprejet, da bi razvili mehanizem, ki bi združeval vse elemente skupaj.
Moderna Rubikova kocka klasične konstrukcije je sestavljena iz naslednjih elementov:
- Centri - fiksni deli relativno drug na drugega, pritrjeni na os vrtenja kocke. Namenjen je uporabniku z eno samo poslikano stranjo. Pravzaprav se šest centrov oblikuje zrcalni par v barvni shemi.
- Rebra - gibljivi deli. Uporabnik vidi dve obarvani stranici vsakega roba. Barvne kombinacije so tukaj tudi standardne.
- Koti - osem premikajočih se elementov, ki se nahajajo v vertikih kocke. Vsak od njih ima tri barvne strani.
- Pritrdilni mehanizem je križec treh togo fiksiranih osi. Obstaja alternativni mehanizem, podoben krogi. Uporablja se pri kockah visoke hitrosti ali več elementov. Zlasti zapletena je izgradnja kock z enakim številom elementov na obrazih - to je sistem medsebojno povezanih klikovvčasih v kombinaciji s križcem. Obstajajo magnetni mehanizmi za profesionalne kocke hitrosti.
Igra z Rubikovo kocko je, da se s pomočjo gibljivega mehanizma obarvani elementi na robovih premaknejo in poskušajo zbrati v prvotnem zaporedju.
Zagovorniki zagonetka se tekmujejo za reševanje za nekaj časa. Poleg ročne spretnosti je za to potrebno študirati, zapomniti in avtomatizirati na stotine kombinacij barvnih elementov in akcij z njimi. Ta nenavaden šport se imenuje Speedkubing.
Redno potekajo turnirji Speedcuber, zapisi so posodobljeni. Stalno odpiranje novih obzorij za dosežke. V okviru turnirja so nastopi tekmovanja za slepo, z eno roko, noge in tako naprej.
Najnovejši hobi je sestavljanje solitaire (vzorcev) na kocki.
Struktura Rubikove kocke in imena rotacij
Da bi opisali manipulacije s sestavljanko, zapišite sheme odločitev, premike elementov relativno drug drugemu in samo zaradi priročnosti komunikacije ustvarili jezik rotacije. Predstavlja črko za vsak obraz in za načine njegovega vrtenja.
Strani uganke so kapitalizirane.
V smernicah za sestavljanje Rubikove kocke v ruskem jeziku se uporabljajo začetne črke ruskih imen:
- F - iz "fasade";
- T - od "zadaj";
- P - iz "pravice";
- L - od "leve";
- B - od "vrha";
- H - od "dna".
Svetovna skupnost uporablja začetne črke iz imen obrazov v angleščini.
Oznake WCA (World Cube Association):
- R - od desne;
- L - od leve;
- U - od zgoraj;
- D - od spodaj;
- F - od spredaj;
- B - nazaj.
Osrednji element se imenuje enako kot obraz (R, D, F in tako naprej).
Rob pripada dvema obrazoma, njegovo ime je sestavljeno iz dveh črk (FR, UL in tako naprej).
Kot je opisan v treh črkah (npr. FRU).
Skupine elementov, ki sestavljajo srednji sloj med obrazi, imajo tudi lastna imena:
- M (od sredine) - med R in L.
- S (od stoji) - med F in B.
- E (ekvatorialni) - med U in D.
Vrtenje obrazov je opisano s črkami, ki pokrivajo obraze, in dodatnimi ikoni.
- Apostrop "" "pomeni, da se obraz ali plast vrti v nasprotni smeri urnega kazalca.
- Številka 2 označuje ponovitev gibanja.
Možna dejanja s strani, na primer z desno:
- R - vrtenje v desno;
- R '- vrtenje v nasprotni smeri urnega kazalca.
- R2 je dvojni obrat, ne glede na to, na kakšen način, saj ima rob samo štiri možne pozicije.
Če želite določiti, v katero smer želite obrniti obraz, morate na njej prikazati uro in voditi gibanje namišljene roke.
Vrtenje nasprotnih ploskev v smeri urinega kazalca vrti števec.
Premiki srednjih slojev so vezani na zunanje robove:
- Plast M se vrti v enakih smereh kot L.
- Layer S - kot F.
- Layer E je podoben D.
Druga pomembna oznaka "w" - sočasna rotacija dveh sosednjih plasti. Na primer, Rw je hkratna rotacija R in M.
Zavrti celotne kocke se imenujejo prestrezanja. Izvajajo se v treh ravninah, to je vzdolž treh osi koordinat: X, Y, Z.
- x in x 'sta obrata vzdolž X osi celotne kocke. Gibanje sovpada z zavoji na desni strani.
- y in y 'sta zavoji kocke vzdolž y osi. Premiki sovpadajo z vrtenjem zgornje ploskve.
- z in z 'je vrtenje kocke vzdolž osi Z. Premik sovpada z vrtenjem sprednje strani.
- x2, y2, z2 - oznake dvojnega prestrezanja vzdolž določene osi.
Poleg splošno sprejetega zapisa so priročniki za montažo polni slenga, imena tehnik, tehnik, algoritmov, vzorcev in številk na kockah, ki so priljubljeni med hitrostnimi kocki in tako naprej. Na zahtevo so tudi shematični opisi algoritmov, v katerih se uporabljajo samo puščice.Več izkušenj se pridobi pri reševanju uganke, lažje je razumeti opise in pojasnila, mnoge stvari se začnejo zaznati intuitivno.
- Barvni elementi, zbrani na eni strani kocke. Sestavljanje sestavljanke je enako kot sestavljanje vseh šestih kapic.
- Barvni elementi, ki mejijo na pokrovček. Pokrov je mogoče sestaviti tako, da pas sestoji iz ločenih barvnih delcev, to pomeni, da vogal in rebra niso nameščeni.
- Križ je številka na pokrovčku petih drobcev iste barve. Skupščina se pogosto začne z izgradnjo križa. Ni jasnega vodnika. Ta korak omogoča največjo svobodo delovanja in zahteva nekaj razmišljanja. Ko je križ pripravljen, ostane slediti učenim algoritmom.
- Flip - obrnite kot ali rob na enem mestu glede na sredino, to dejanje zahteva uporabo posebnih algoritmov.
Sheme in faze sestavljanja uganke za začetnike
Sheme za začetnike bodo pomagale učiti in rešiti živce, zbirati brezupno zapleteno kocko, čutiti logiko gibanj in izdelati najpreprostejše algoritme.
Preden izvedete katero koli dejanje, morate pregledati kocko. Na tekmovanjih na "inšpekcijskem pregledu" se dodelijo 15 sekund.V tem času morate najti elemente iste barve, ki bodo v prvi fazi sestavljeni v "pokrovček". Tradicionalno se začnejo z bele strani, kar pomeni, da večina priročnikov predpostavlja, da je U bela. Večbarvni "hladilniki" se lahko začnejo sestavljati z obeh strani, pri čemer se mentalno obnovijo vsi pripravljeni algoritmi.
2x2 Rubikova kocka
"Mini kocka" je sestavljena iz 8 kotnih elementov. Na prvi stopnji je sestavljen en sloj štirih vogalov. Na drugi stopnji se preostali koti postavijo na svoje mesto, medtem ko jih je mogoče obrniti na glavo, to pomeni, da barvni elementi ne bodo na njihovih obrazih. Še vedno jih je treba uporabiti na desni strani.
- Algoritem "bang bang" vam omogoča, da premaknete vogalni element in ga pravilno usmerite. Če to zaporedje dejanj opravljate šestkrat zaporedoma, se bo matrica vrnila v prvotni položaj. Če je kocka mešana, jo morate uporabiti 1 do 5-krat, da pravilno nastavite element. Snemalni algoritem: RUR'U '.
- Ko je ena plast sestavljena, je treba kocko zavrteti z drugim slojem navzgor. Če premaknete ta sloj v katero koli smer, nastavite enega od vogalov na svoje mesto. Nato se uporabi algoritem, ki vam omogoča, da zamenjate dva sosednja elementa - desni in levi kot sprednje strani. Zaporedje akcij je naslednje: URU'L'UR'U'LU.
- Ko so vsi koti nameščeni, jih je obrnjen (flip) s pomočjo algoritma za bang-bang. Na tej stopnji je pomembno, da se ne umakne.
Kako sestaviti Rubikovo kocko 3x3
- Gradite "beli križ", tako da zbirate 4 rebra z belimi nalepkami po belem središču.
- Združite barvne centre strani R, L, U, D z ustreznimi robovi "belega križa".
- Postavite vogale z belimi nalepkami. Z uporabo R'D'RD algoritma, ki se ponovi do petkrat, se bodo vogali obrnili v pravilni položaj.
- Če želite robove srednjega sloja postaviti na svoje mesto, morate prestrezati kocko - y2. Izberite rob brez rumene nalepke. Združite ga s središčem enake barve kot enim. S pomočjo formul premaknite rob na srednji sloj: rob se spusti v levo: U'L'ULUFU'F '. Rob se spusti na desno: URU'R'U'F'UF.Če je element na svojem mestu, vendar se nepravilno vrti, se ti algoritmi znova uporabijo za premikanje na tretji sloj in ponovno nastavitev.
- Brez prestrezanja kocke zberemo rumeni križ na tretji plasti kapice in ponovimo algoritem: FRUR'U'F '.
- Poravnajte robove zadnjega sloja s stranskimi centri, kot je bilo storjeno za prvi križ. Dve rebri zlahka spadajo na svoje mesto. Druga dva se morata zamenjati.Če se soočajo drug drugemu: RUR'URU2R '. Če je na sosednjih straneh: RUR'URU2R'U.
- Namestite vogale zadnje strani v pravilne položaje. Če noben od njih ni na pravem mestu, uporabite formulo URU'L'UR'U'L. Eden od elementov se bo pravilno dvignil. Če želite kocko prestrezati s tem kotom, bo zgornji desni na čelnem robu. Premakni preostale kote URU'L'UR'U'L ali nasprotno U'L'URU'LUR '. Na tej stopnji bodo vsa zbrana območja obnovljena, se zdi, da je nekaj prišlo narobe. Pomembno je zagotoviti, da se kocka ne prevrne in središče F ne premakne glede na uporabnika. Kombinacijo premikov je treba ponoviti do 5-krat.
- Morda boste morali razširiti vogalne elemente, tako da pravilno poravnajte barvne drobce z drugimi robovi. Če želite razširiti (flip), uporabite prvo formulo: R'D'RD. Pomembno je, da kocke ne prestrežete tako, da se F in U ne spremenita.
4x4 Rubikova kocka
Uganke z več kot tremi elementi v robu vključujejo veliko večje število kombinacij.
"Enake" različice so še posebej zapletene, saj v njih ni rigidno fiksiranega središča, kar pomaga pri krmarjenju s klasično uganko.
Pri 4 * 4 * 4 je približno 7,4 * 1045 pozicij elementov mogoče. Zato se je imenovala "Rubikova maščevanje" ali Master Cube.
Dodatne oznake notranjih plasti:
- f - notranja sprednja stran;
- b - notranji zadnji del;
- r - notranja desna;
- l - notranji levi.
Možnosti sestavljanja: v plasteh, od vogalov ali s prikazom 3 * 3 * 3. Slednja metoda je najbolj priljubljena. Prvič, na vsakem obrazu so sestavljeni štirje osrednji elementi. Nato so nameščeni pari robov in na koncu nastavljeni koti.
- Z zbiranjem osrednjih elementov se moramo spomniti, katere barve nasprotujemo v parih. Algoritem za izmenjavo elementov iz srednjih štirih: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)' U2.
- Pri sestavljanju robov se vrtijo le zunanji robovi. Algoritmi: (Ll) 'U' R U (Ll); (Ll) 'U' R2 U (Ll); (Ll) 'U' R 'U (Ll); (Rr) ULU '(Rr)'; (Rr) U L2U '(Rr)'; (Rr) U L 'U' (Rr) '. V večini primerov se robovi lahko zbirajo intuitivno. Če ostanejo samo dva robna elementa: (Dd) R F 'U R' F (Dd) '- nastavite jih vzporedno, U F' L F 'L' F U '- zamenjajte mesta.
- Nato uporabite formulo kocke 3 * 3 * 3 za permutacijo in vrtenje vogalov.
Težave, ki zahtevajo posebno rešitev, so paritete. Njihove formule ne rešujejo problema, temveč izničijo elemente iz zastoja, tako da uganko sestavimo v obliki, ki jo je mogoče rešiti s standardnimi algoritmi.
- Dva sosednja robna elementa v napačni orientaciji: r2 B2 U2 l U2 r 'U2 r U2 F2 r F2 l' B2 r2.
- Nasprotni pari robnih elementov v napačni orientaciji: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.
- Par elementov robov pod kotom drug drugemu, v napačni orientaciji: F 'U' F r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2 F 'U F.
- Koti zadnjega sloja so izven mesta: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.
Kratka sestavljanka 5x5
Sestava naj bi bila v klasični obliki. Prvič, 9 osrednjih fragmentov je sestavljenih na vsaki kapici in treh rebrastih elementih. Zadnja stopnja je namestitev vogalov.
Dodatne oznake:
- u je notranja zgornja meja;
- d - notranja spodnja meja;
- e - notranji rob med zgornjo in spodnjo stranjo;
- (dve strani v oklepaju) - istočasna rotacija.
Sestavljanje osrednjih elementov je lažje kot v prejšnjem primeru, saj so togo fiksni barvni pari.
- V prvi fazi lahko nastanejo težave, če morate zamenjati elemente na sosednjih obrazih. Če so ločeni z enim robnim elementom: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)'. Če se nahajajo na notranjih osrednjih plasti: (Rr) 'F' (Ll) '(Rr) U (Rr) U' (Ll) (Rr) '.
- Kombinacija elementov rebra je intuitivno jasna in ne vpliva na zbrane centre: (Ll) 'U L' U '(Ll); (Ll) "U L2U" (Ll); (Rr) U 'RU (Rr)'; (Rr) U 'R2 U (Rr)'. Težava je le sestavljanje zadnjih dveh robov.
Formule za paritete:
- zamenjate elemente v plasti u in d na robovih ene strani: (Dd) R F 'U R' F (Dd) ';
- elementi, ki se nahajajo v srednjem sloju na eni strani: (Uu) 2 (Rr) 2 F2 u2 F2 (Rr) 2 (Uu) 2;
- spustite te elemente v svoje kraje, to je, preklopite: e R F 'U R' F e ';
- razporedite sredinski sloj rebrastega elementa na mesto: (Rr) 2 B2 U2 (Ll) U2 (Rr) 'U2 (Rr) U2 F2 (Rr) F2 (Ll)' B2 (Rr) 2;
- zamenjati elemente v stranskem sloju na eni strani: (Ll) 'U2 (Ll)' U2 F2 (Ll) 'F2 (Rr) U2 (Rr)' U2 (Ll) 2;
- istočasno obrnejo trije robni elementi: F 'L' F U 'ali U F' L.
Zadnja naloga je ureditev kotov po principu klasične kocke.
Najhitrejša pot. Metoda Jessica Friedrich
Tisti, ki so se že naučili, kako rešiti uganko v 1-2 minutah, kar pomeni, da lahko hitro zbere Rubikovo kocko, pristop k temeljitemu novemu razumevanju problema. Mehanski pospešek na določeni stopnji postane nemogoč. Posebni algoritmi in tehnike so potrebni za zmanjšanje časa iskanja rešitev.
Sestava sloja po plasteh klasične različice za pospešitev postopka se nanaša na štiri naloge:
- začetni križ na eni pokrovčki;
- hkratna montaža prve in druge plasti;
- zadnja kapica;
- pas tretjega sloja.
Težava je, da se morate naučiti in hraniti v vaši glavi 119 formul, ki jih je sestavil avtor metode, Jessica Friedrich. Skupine algoritmov F2L, OLL, PLL za vsako stopnjo opisujejo vse možne kombinacije razporeditve elementov, zavojev in permutacij, ki so potrebne za delo s parangalnimi koti.
Metoda omogoča reševanje uganke v manj kot 20 sekundah.
Kako sestaviti Rubikovo kocko z zaprtimi očmi
Razvili posebne tehnike za olajšanje te naloge. Eden od najbolj priljubljenih v okolju speedcubers je stara Pochmannova metoda.
Sestava ni opravljena v plasteh, temveč po skupinah elementov: najprej vse robove, potem vogale.
Edge RU - medpomnilnik. Z uporabo posebnih algoritmov se kocka, ki zaseda ta položaj, premakne na svoje mesto. Element, ki ga je zamenjal v položaju RU, se znova premakne in tako naprej, dokler niso vsi robovi nameščeni. Enako velja za vogale. Posebnost slepo sestavljenih algoritmov je, da vam omogočajo, da premaknete element, ne da bi premešali ostalo.
V procesu slepe montaže se kocka ne obrača tako, da se ne zmede.
Pred začetkom montaže se kocka "zapomni". Mentalno ustvarja verigo, skozi katero se bodo elementi premikali. Vsaki oznaki je dodeljena črka abecede. Za robove in za vogalom, hitrosti kroglice sestavljajo ločene abecede. Mešana Rubikova kocka se zapomni kot zaporedje črk. Zgornja nalepka na varovalni kocki je prva črka, nalepka, ki ima svoj legitimen kraj - drugo in tako naprej.Zaradi preprostosti so besede sestavljene iz zaporedja črk in stavki so sestavljene iz besed.
Kdo ima zapis za najhitrejšo Rubikovo zbirko kocke
Avstralski Felix Zemdegovi so dvakrat posodobili svetovni rekord za sestavljanje klasične Rubikove kocke v letu 2018. V začetku leta je bil najboljši čas zabeležen za 4,6 sekunde, maja pa je bila uganka rešena v 4,21 sekundi.
22-letni športnik ima nekaj več tekočih rekordov 2015 - 2017:
- 4x4x4 - 19,36 sekunde;
- 5x5x5 - 38,52 sekunde;
- 6x6x6 - 1: 20,03 minut;
- 7x7x7 - 2: 06,73 minut;
- megaminx - 34,60 sekunde;
- ena roka - 6,88 sekunde.
Zapis o robotu, zapisan v Guinnessovi knjigi rekordov, je 0,637 sekunde. Obstaja že veljaven model, ki lahko sestavlja kocko za 0,38 sekunde. Razvijalci so Američani Ben Katz in Jared Di Carlo.
