Rubik kocka 3x3 algoritmus kezdőknek. Minták a Rubik-kockán 3x3

2024 Szerző: Sierra Becker | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-26 05:18

1975-ben Erne Rubik szobrász szabadalmaztatta a "Varázskocka" nevű találmányát. Több mint 40 éve a puzzle minden joga a feltaláló egyik közeli barátjának, Tom Kroenernek a Seven Towns Ltd. nevű cégét illeti. Az angol cég felügyeli a kocka gyártását és értékesítését világszerte. Magyarországon, Németországban, Portugáliában és Kínában a kirakó megőrizte eredeti nevét, más országokban Rubik-kockának hívják a játékot.

Rejtvényvariációk

A klasszikus Rubik-kocka 3x3 négyzet. Idővel rengeteg formájú és méretű játékot találtak ki. Senki sem lephet meg senkit piramis vagy 17x17-es kocka formájú puzzle-val. Az emberiség azonban soha nem nyugszik meg a babérjain.

Nyilvánvalóan nincs összeszerelési séma a kezdőknek ebben a kockában. A rejtvény összeállításának és megoldásának folyamata évekig is eltarthat. Az utóbbi időben nemcsak Ázsiában és Európában, hanem a kocka iránti érdeklődés is nőahol a játék nem volt túl népszerű, például az USA-ban. A Rubik-kocka egyik rajongója lefilmezte a 17 x 17 puzzle összeállítását. A videó teljes hossza 7,5 óra, a forgatás a hét folyamán készült.

A növekvő kereslet kínálatot teremt. Néha az eladó modellek hihetetlenek, és nem mindig világos, hogyan fognak kinézni összeszerelt állapotban. Minden országnak megvan a kedvenc játékfajtája.

Mi az a speedcubing?

A játék rajongói igazi versenyeket rendeznek a kocka megoldásának sebességében. Különleges "nagy sebességű" rejtvények kaphatók. Az ilyen Rubik-kockák forgási mechanizmusa nagyon jó minőségű, a lapok és a sorok elforgatása egyetlen ujj mozdulatával elvégezhető.

World Cube Association (World Cube Association, WCA) egy non-profit szervezet, amely támogatja a speedcubing mozgalmat. A WCA rendszeresen szervez versenyeket szerte a világon. Szinte minden országban vannak a szervezet képviselői. A speedcubing rendezvényen bárki részt vehet, csak regisztrálnia kell az oldalon és teljesítenie kell az összeszerelési szabványt. Az ilyen versenyeken a legnépszerűbb szakág a Rubik-kocka 3x3 gyorsasági összeállítása. A részvételi idő 3 perc, de ha valaki nem tudja megoldani a problémát a megadott időn belül, akkor is beengedik a rendezvényre. Bármilyen tudományágra jelentkezhetsz, de saját rejtvényeddel kell érkezned.

A 3x3-as Rubik-kocka megoldásának rekordja a Sub1 roboté, amelyet Albert Beer mérnök alkotott meg. A gép képes megfejteni a megosztásokra vonatkozó rejtvénytmásodperc, míg egy embernek 4,7 másodpercre van szüksége (Mats Valk 2016-os eredménye). Mint látható, a speedcubing mozgalom résztvevőinek van kire felnézniük.

Milyen algoritmusok léteznek a 3x3-as Rubik-kocka megoldására?

Sokféleképpen lehet megoldani a híres rejtvényt. A 3x3-as Rubik-kocka összeállítási sémák változatait kezdőknek és haladóknak egyaránt kifejlesztették bonyolult sémákkal: 4x4, 6x6 és akár 17x17.

A 3x3-as puzzle-változatot a legtöbb rajongó kedvenc klasszikusának tartja. Ezért sokkal több utasítás található a Rubik-kocka 3x3 megoldásához, mint bármely máshoz.

Hogy nézzen ki a rejtvény?

A séma szerinti játék összeállítása csak előre elkészített pozícióból lehetséges. Ha a minták a kocka lapjain rosszul helyezkednek el, akkor a kezdőknek szánt 3x3-as Rubik-kocka összeállítási algoritmussal nem lehet megoldani. Van egy sor ilyen pozíció a különböző megoldásokhoz.

Az ábrán egy „fehér kereszt” vagy egyszerűen „kereszt” látható – ez a kiindulópont a 3x3-as Rubik-kocka megoldásának legegyszerűbb módjához. Javasoljuk, hogy a játékot megfelelően szétszerelje és összehajtsa.

Sémajelölések és a kocka elforgatásának módjai

Mielőtt elkezdi szétszedni a Rubik-kocka 3x3 képleteit, tanulja meg a speedcubingban használt jelöléseket. Minden rejtvénymozgást nagybetűk jelölnek. Az aposztróf hiánya a szimbólum felett azt jelenti, hogy az óramutató járásával megegyező irányban forog, ha a szimbólumvan, majd forgassa el az ellenkező irányba.

A mozgást jelző angol (vagy orosz) szavak első betűi általánosan elfogadottak:

• front - F vagy Ф - az elülső oldal elforgatása;
• hátra - B vagy T - hátoldal elforgatása;
• bal - L vagy L - a bal oldali sor elforgatása;
• jobbra - R vagy R - jobbra forgatás;
• fel - U vagy B - a felső sor elforgatása;
• le -D vagy H - az alsó sor elforgatása.

A mutatók is használhatók a kocka térbeli helyzetének megváltoztatására - elfogó mozgások. Itt is minden egyszerű, a geometria iskolai tantárgyától kezdve mindenki ismeri az X, Y és Z koordinátatengelyeket. X mozgása azt jelenti, hogy a kockát F lappal kell elforgatni az U lap helyére, amikor Y - F eltolás esetén L-nek kell lennie, és amikor elforgatja a Z - F-et, az R-re mozdul el.

A következő szimbólumcsoportot ritkán használják, mintaminták készítésekor használják:

• M - középső sor fordulása, jobb (R/R) és bal (L/L) között;
• S - a középső sor elfordítása, az elülső (F/F) és a hátsó (B/T) között;
• E – fordítsa el a középső sort a felső (U/B) és az alsó (D/H) között.

Miért érdemes mintákat gyűjteni a kocka lapjain?

A speedcubing találkozókon nem csak a rejtvények megoldásában versenyeznek, hanem a 3x3-as Rubik-kockán különféle minták készítésének képességében is. Ezt azért teszik, hogy gyorsan és egyszerűen összegyűjtsék a kockát a kívánt pozícióban.

Számos séma létezik különféle minták összeállítására: „pontok”, „sakk”, „pontok sakkkal”,"cikkcakk", "kőműves", "kocka kockában a kockában" és még sokan mások. Csak a klasszikus rejtvényhez több mint 46. A Speedcubing mesterei szégyenletesnek tartják a játék szétszedését. Ezenkívül a 3x3-as Rubik-kockán minták készítése nagyszerű módja a gyakorlásnak és a képességek fejlesztésének.

A képen különböző rejtvényminták változatai láthatók. Az alábbiakban még néhány képlet található a legérdekesebb minták összeállításához a kereszt helyzetéből:

• sakk - M²E²S^2;
• cikcakk - (PLFT)3;
• négy z - (PLFT)³B²N^2;
• Plummer's Cross - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• kocka egy kockában - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

A 3x3-as Rubik-kocka algoritmus kezdőknek

Bár sokféleképpen lehet megoldani a rejtvényt, az egyszerű és világos sémákat kezdőknek nem olyan könnyű megtalálni. Minden egyes befejezett összeszerelési lépéssel a Rubik-féle 3x3 kocka képletei nehezebbé válnak. Nemcsak a minta helyes megváltoztatására van szükség, hanem el kell menteni a korábban megtetteket is. Az alábbiakban bemutatjuk a 3x3-as Rubik-kocka egyszerű megoldásának egyik lehetőségét.

Hagyományosan az egész folyamat a következő szakaszokra osztható:

1. A kereszt összeállítása a kocka tetején.
2. A teljes felső arc megfelelő kompozíciója.
3. Munka a középső rétegeken.
4. Az utolsó sor bordáinak megfelelő összeszerelése.
5. Keresztösszeállításalsó széle.
6. A kocka utolsó lapja sarkainak helyes tájolása.

Rejtvényfejtés – Előkészítő munka

Az első lépés a legegyszerűbb. A kezdők kipróbálhatják magukat és gyakorolhatják a kocka minták készítését a mellékelt utasítások szerint, de ez a folyamat sokáig tart.

Ki kell választania a felső lapot és a színt, amelyet először össze kell gyűjteni. A 3x3-as Rubik-kocka összeállítási algoritmus kezdőknek a "kereszt" pozícióból lett kifejlesztve. Nem nehéz elkészíteni, ki kell választani a központi színt, meg kell találni 4 azonos árnyalatú élelemet, és fel kell emelni a kiválasztott arcra. A képen látható színes nyíl jelzi a kívánt részt. A kívánt elem elhelyezkedésének lehetőségei eltérőek lehetnek, ettől függően 2 A és B műveletsor kerül leírásra. A nehézséget a kocka oldalai mentén történő kereszt folytatása jelenti. A színpad végleges formáját a fenti képen tekintheti meg közelebbről.

Rejtvénymegoldás – dolgozzon a középső sorban

A 3x3-as Rubik-kocka kezdőknek ebben a szakaszában meg kell találnia és össze kell szerelnie a felső lap sarokelemeit. A végeredmény a keresztlap és a feladvány felső sorának teljes megoldása legyen.

A képen három lehetséges oldalmintázat látható. Az A, B vagy C módszerek egyikét választva össze kell gyűjtenie a kocka mind a 4 sarkát. emlékezveforgató algoritmusok és azok gyakorlása során elsajátítjuk a rejtvényösszeállítás készségeit és elsajátítását. Felesleges képleteket mérlegelni és elképzelni a folyamatot, sokkal könnyebb egy kockát venni és az összes módszert a gyakorlatban kipróbálni.

A harmadik lépés egyszerűnek tűnik, de ez csak látszat. Ennek megoldására két mintahelyzetet írunk le, és ennek megfelelően két forgási képletet állítunk össze. Alkalmazásuknál érdemes megjegyezni a korábban elért eredmények megőrzését. A mesterek folyamatosan a memóriában tartják az utolsó 3-4 forgatást, hogy meghibásodás esetén visszaállítsák a kockát az eredeti állapotába.

A rejtvény megoldásához el kell forgatnia a koordinátatengely mentén, hogy megkeresse a szükséges elemeket, és dolgozzon velük. Az ilyen mozgások ritkán jelennek meg a képletekben, csak speciális esetekben. Az éllapok összeállítását az alsó sorok elemeitől javasolt kezdeni, ilyen elforgatások után minden szükséges kocka a középső sorból az alsó sorba ereszkedik.

A rejtvény megfejtése – a második kereszt elkészítése

A negyedik szakaszban a játékot fejjel lefelé fordítják. Az utolsó lap megoldása a legnehezebb része a 3x3-as Rubik-kocka algoritmus kezdőknek. A forgatási képletek hosszúak és összetettek, végrehajtásuk különös gondosságot igényel. Az akció célja a bordaelemek helyükre helyezése a kereszt további felrajzolásához. Lehet, hogy a bordarészek tájolása nem megfelelő. Kocka mozgási képletecsak egy van, és ezt kell alkalmazni a szakasz céljának eléréséig.

Az ötödik fokozat forgatásai az elemek jobb oldalra forgatását célozzák. Különlegessége abban rejlik, hogy az ábrán mindhárom mintára ugyanazt a forgatási képletet alkalmazzuk, a különbség csak magában a kocka tájolásában van.

Az 5. szakasz mozgásainak képletei a következők:

• (PS_N)⁴ V (PS_N) ^{4 B' – „A” opció;}
• (PS_N)⁴ B' (PS_N) ^{4 C – „B” lehetőség;}
• (PS_N)⁴ B² (PS_N)⁴ B^{2 – B opció.}

С_{Н a középső sor elforgatása az óramutató járásával megegyező irányba, a zárójel feletti kitevő pedig a zárójelben lévő műveletek ismétlődéseinek száma.}

Rejtvényfejtés – Utolsó pörgetések

A hatodik és a negyedik szakaszban a szükséges kockák a helyükre kerülnek, tájolásuktól függetlenül. A rejtvényt úgy kell elforgatni, hogy a már megfelelő helyen lévő elem a kocka tetején, a bal szélső sarokban kerüljön. A képlet megoldására javasolt lehetőségek tükrözik egymást. A forgatást a kívánt eredmény eléréséig meg kell ismételni.

A hetedik szakasz a legünnepélyesebb és legnehezebb. A kocka forgatásakor elkerülhetetlenek a már összeállított sorok megsértése. Kelleneteljesen a mozdulatokra koncentráljon, különben az összeszerelés eredménye helyrehozhatatlanul tönkremehet. Az ötödik szakaszhoz hasonlóan itt is csak egy mozdulatsor van, de ez 4-szer ismétlődik. Először az elem elforgatására kerül sor, majd fordított forgatást hajtanak végre a törött sorok helyreállításához.

Nem szabad megfeledkezni a mozgások rögzítéséről az angol ábécé karaktereivel. Ennek a szakasznak a kocka lapjainak és sorainak mozgási képletei a következők:

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

B - a felső felület elforgatása 90 fokkal, B' - ugyanazon lap elforgatása az óramutató járásával ellentétes irányba, és B2 - kettős elforgatás.

A színpad összetettsége az elemek elhelyezkedésének helyes felmérésében és a szükséges forgatási lehetőség kiválasztásában rejlik. A kezdők számára nehéz lehet azonnal helyesen azonosítani a mintát, és összeilleszteni a megfelelő képlettel.

Rubik-kocka és gyerekek

A trükkös puzzle nemcsak a felnőttek, hanem a gyerekek számára is érdekes. A tinédzserek lettek a Rubik-kocka megfejtésének világrekorderei. 2015-ben Colin Burns, aki akkor még csak 15 éves volt, 5,2 másodperc alatt összeállította a játékot.

Egy egyszerű, de szórakoztató játék, amely több mint 5 évtizede folyamatosan foglalkoztatja a fiatalabb generációt. A gyerekek hobbija gyakran szakmává fejlődik. A Rubik-kocka feladatok megoldásának kiértékelésére léteznek matematikai módszerek. A matematikának ezt az ágát használjákmegoldási algoritmusok készítése és írása automatizált számítógépekhez. Azok a robotok, amelyek valóban keresik a kocka megoldásának módjait, és nem követik a mozgások előre vezérelt algoritmusát, 3 másodperc alatt megoldják a rejtvényt, például CubeStormer 3.