Zagonetka, izmislena kao vizualna pomoć za algebarsku teoriju, neočekivano je osvaja čitav svijet. Već više od desetljeća, ljudi daleko od viših matematike strastveno se bore s kompleksnim i fascinantnim zadatkom. Magic Cube je izvrstan alat za razvoj logičkog razmišljanja i pamćenja. Oni koji su se prvi put pitali kako izgraditi Rubikovu kocku, dijagrami i komentari, pomoći će podržati entuzijazam i, možda, otkriti svijet brzog bacanja.
Tajne dijela Rubikove kocke: Elementi, dijelovi, ključni pojmovi
Šest slojeva slagalice imaju određene boje i njihov red, patentiran od strane izumitelja. Brojne krivotvorine se često izražavaju upravo u neobičnim bojama ili njihovom položaju u odnosu na druge. Sustavi obuke i opisi uvijek koriste standardni dizajn boja. Početnici se lako mogu izgubiti u objašnjenjima ako koristite kocku s drugačijom shemom boja.
Boje suprotnih lica: bijelo - žuto, zeleno - plavo, crveno - narančasto.
Svaka strana sastoji se od nekoliko kvadratnih elemenata. Po svojoj količini razlikovati vrste Rubikova kocka 3 * 3 * 3 (prvog izvođenja klasične), 4 * 4 * 4 (takozvani "Osveta kocka"), 5 * 5 * 5 i tako dalje.
Prvi model, sastavljen od Erna Rubika, sastojao se od 27 drvenih kocka, jednako obojenih u šest boja i međusobno sastavljeni. Izumitelj je mjesec dana pokušao ih grupirati tako da su lica velike kocke formirana iz istih boja. Još je više vremena bilo potrebno za razvoj mehanizma koji je držao sve elemente zajedno.
Moderna Rubikova kocka klasične konstrukcije sastoji se od sljedećih elemenata:
- Centri - fiksni dijelovi koji su međusobno povezani, pričvršćeni na osi rotacije kocke. Korisnik je upućen samo jednoj oslikanoj strani. Zapravo, šest centara i oblikuju zrcalni par u shemi boja.
- Ribe - pokretni dijelovi. Korisnik vidi dvije obojene strane svakog ruba. Kombinacije boja također su standardne.
- Kutovi - osam pokretnih elemenata smještenih na vrhovima kocke. Svaka od njih ima tri bočne strane.
- Mehanizam za pričvršćivanje je poprečni presjek od tri krute čvrstoće. Postoji alternativni mehanizam, sličan sferi. Koristi se u kockama velike brzine ili više elemenata. Konstrukcija kockica s ravnim brojem elemenata na licu posebno je složena - to je sustav međusobno povezanih skupova mehanizama,ponekad u kombinaciji s poprečnim presjekom. Postoje magnetske mehanizme za profesionalne krakove brzine.
Igra s Rubikovom kockom je da se uz pomoć mehanizma koji se kreće, obojeni elementi na rubovima redordiraju i pokušavaju se okupiti u izvornom redoslijedu.
Zagonetke puzzle natječu se za neko vrijeme. Osim ručne spretnosti, za to je potrebno proučavati, pamtiti i donijeti automatizmu stotine kombinacija obojenih elemenata i akcija s njima. Ovaj neobičan sport zove se brzina kretanja.
Redovito se održavaju turniri Speedcubera, a evidencije se ažuriraju. Stalno otvaraju nove horizonte za postignuća. Kao dio turnira, postoje natjecanja za okupljanje slijepo, s jednom rukom, nogama i tako dalje.
Najnoviji hobi sastavlja solitaire (obrasce) na kocki.
Struktura Rubikove kocke i imena rotacija
Da bi opisali manipulacije sa slagalicom, zapišite sheme odluka, kretanja elemenata jedni prema drugima, a samo zbog prikladnosti komunikacije, nastao je jezik rotacija. Ona predstavlja slova za svako lice i načine njegova rotacije.
Stranice slagalice su kapitalizirane.
Na smjernicama ruskog jezika za sastavljanje Rubikove kocke koriste se početna slova iz ruskih imena:
- F - od "fasade";
- T - od "stražnje";
- P - od "desno";
- L - od "lijevo";
- B - od "vrha";
- H - od "dna".
Svjetska zajednica koristi početna slova iz imena lica na engleskom jeziku.
Oznake WCA (World Cube Association):
- R - s desne strane;
- L - s lijeve strane;
- U - odozgo;
- D - od dolje;
- F - s prednje strane;
- B - od leđa.
Središnji element naziva se isto kao i lice (R, D, F i tako dalje).
Rub povezuje dva lica, a njegovo ime sastoji se od dva slova (FR, UL i tako dalje).
Kut je, respektivno, opisan u tri slova (npr. FRU).
Skupina elemenata koji čine srednje slojeve između lica također imaju svoje ime:
- M (od sredine) - između R i L.
- S (iz stajanja) - između F i B.
- E (equatorial) - između U i D.
Rotacija lica opisana je slovima koja označavaju lica i dodatne ikone.
- Apostrovo "'" označava da se lice ili sloj zakreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.
- Broj 2 označava ponavljanje kretanja.
Moguće akcije sa stranom, na primjer, s desne strane:
- R - rotacija u smjeru kazaljke na satu;
- R '- okretanje suprotno od smjera kazaljke na satu.
- R2 je dvostruki okret, bez obzira na to koji način, budući da granica ima samo četiri moguća mjesta.
Da biste utvrdili u kojem smjeru okrenite lice, trebate prikazati lice za gledanje na njemu i upravljati pokretom zamišljene ruke.
Zakretanje suprotnih lica "u smjeru kazaljke na satu" okreće brojač.
Pokreti srednjeg sloja su vezani za vanjske rubove:
- Sloj M rotira u istim smjerovima kao L.
- Slojevi S - poput F.
- Layer E je poput D.
Još jedna važna oznaka "w" - istodobna rotacija dvaju susjednih slojeva. Na primjer, Rw je istodobna rotacija R i M.
Uključivanje cijele kocke zove se presretanje. Oni se izvode u tri ravnine, tj. Uz tri osi koordinata: X, Y, Z.
- x i x 'su okreće duž X os cijele kocke. Pokret podudara s zavojima desne strane.
- y i y 'su okretaji kocke duž osi y. Prijedlozi se podudaraju s rotacijama gornje strane.
- z i z 'je rotacija kocke duž osi Z. Prijedlog se podudara s rotacijom prednje strane.
- x2, y2, z2 - oznake dvostrukih presretanja duž navedene osi.
Uz opće prihvaćene zapise, priručnici za sastavljanje su puni slengova, naziva tehnika, tehnika, algoritama, uzoraka i figura na kocki, koji su popularni među speedcubersima i tako dalje. Također su traženi shematski opisi algoritama u kojima se koriste samo strelice.Što je više iskustva u rješavanju slagalice, to je lakše razumjeti opise i objašnjenja, mnoge se stvari počinju intuitivno shvaćati.
- Elementi u obliku kapa koji su sakupljeni na jednoj strani kocke. Skupljanje slagalice je isto što i montaža svih šest kapa.
- Elementi obloženi pojasom pored kapice. Kapica se može montirati tako da remen bude odvojeni od obojenih fragmenata, tj. Kutni i rebrasti elementi nisu na mjestu.
- Križ je lik na kapici od pet ulomaka iste boje. Skupština često počinje s izgradnjom križa. Nema jasnog vodiča. Ovaj korak omogućuje najveću slobodu djelovanja i zahtijeva neku misao. Kada je križ spreman, ostaje slijediti naučene algoritme.
- Flip - okrenite kutak ili rub na jednom mjestu u odnosu na centar, a ova akcija zahtijeva upotrebu posebnih algoritama.
Sheme i faze sastavljanja zagonetke za početnike
Sheme za početnike pomažu u učenju i spašavanju živaca, prikupljanju beznadno zapetljane kocke, osjećaju logiku pokreta i izrade najjednostavnijih algoritama.
Prije nego što izvršite bilo koju radnju, morate pregledati kocku. Na natjecanjima na "inspekciji" dodjeljuju se 15 sekundi.Za to vrijeme trebate pronaći predmete iste boje, koji će biti sastavljeni u "kapu" u prvoj fazi. Tradicionalno počinju s bijelom stranom, tj. Većina priručnika pretpostavlja da je U bijela. Višeslojni "hladnjaci" mogu početi s montažom s obje strane, mentalno obnavljajući sve gotove algoritme.
2x2 Rubikove kocke
"Mini kocka" sastoji se od 8 kutnih elemenata. U prvoj fazi sastavlja se jedan sloj od četiri ugla. U drugoj fazi, preostali kutovi se postavljaju na njihova mjesta, a mogu se okrenuti naopako, tj. Elementi boje neće biti na njihovim licima. Ostaje ih postaviti na desnu stranu.
- Algoritam "bang bang" omogućuje vam pomicanje kutnog elementa i ispravno usmjeravanje. Ako ovaj redoslijed djela učinite šest puta zaredom, umrijet će se vratiti u prvobitni položaj. Dakle, ako je kocka pomiješana, trebate ga primijeniti 1 do 5 puta kako biste pravilno postavili element. Zapisni algoritam: RUR'U '.
- Kada se skupi jedan sloj, potrebno je okrenuti kocku s drugim slojem prema gore. Premještanjem tog sloja u bilo kojem smjeru postavite jedan od uglova na njegovo mjesto. Zatim se primjenjuje algoritam koji vam omogućuje zamjenu dvaju susjednih elemenata - desnog i lijevog kuta prednjeg lica. Slijed djelovanja je sljedeći: URU'L'UR'U'LU.
- Kada su svi kutovi na mjestu, oni su okrenuti (flip) uz pomoć bang-bang algoritam. U ovoj fazi, važno je ne presresti umrijeti.
Kako sastaviti Rubikovu kocku 3x3
- Izradite "bijeli križ" sakupljanjem 4 rebra s bijelim naljepnicama oko bijele središta.
- Kombinirajte središta boja stranica R, L, U, D s odgovarajućim rubovima "bijelog križa".
- Postavite kutove na mjesto s bijelim naljepnicama. Koristeći algoritam R'D'RD koji se ponavlja do pet puta, uglovi će se okrenuti u ispravnom položaju.
- Da biste rubove srednjeg sloja postavili na svoje mjesto, potrebno je presresti kocku - y2. Odaberite rub bez žute naljepnice. Kombinirajte ga sa središtem iste boje kao jedna strana. Pomoću formula pomaknite rub na srednji sloj: rub se spušta lijevo: U'L'ULUFU'F '. Rub se spušta udesno: URU'R'U'F'UF.Ako je element na svom mjestu, ali se pogrešno zakreće, ti algoritmi se ponovno koriste da bi se premjestili na treći sloj i ponovno postavili.
- Bez presretanja kocke, sakupite žuti križ na trećem sloju kape, ponovivši algoritam: FRUR'U'F '.
- Poravnajte rubove posljednjeg sloja s bočnim centrima ispravno, kao što je to učinjeno za prvi križ. Dva rebra lako se spuštaju na svoje mjesto. Druga dva će morati zamijeniti.Ako su okrenuti jedan prema drugome: RUR'URU2R '. Ako je na susjednim stranama: RUR'URU2R'U.
- Rasporedi kutove posljednjeg lica u ispravnim položajima. Ako nijedna od njih nije na pravom mjestu, primijenite formulu URU'L'UR'U'L. Jedan od elemenata će se ispravno ustati. Za presretanje kocke po ovom kutu prema sebi, to će biti gornji desni na prednjem rubu. Premjestite preostale kutove suprotno od kazaljke na satu URU'L'UR'U'L ili, naprotiv, U'L'URU'LUR '. U ovoj fazi, sva prikupljena područja će biti obnovljena, čini se da je nešto pošlo po zlu. Važno je osigurati da se kocka ne prevrće i da se centar F nije pomaknuo u odnosu na korisnika. Kombinacija poteza mora se ponoviti do pet puta.
- Možda ćete morati proširiti kutne elemente ispravnim poravnavanjem ulomaka u boji s drugim rubovima. Da biste ih proširili, upotrijebite prvu formulu: R'D'RD. Važno je ne presresti kocku tako da se F i U ne mijenjaju.
4x4 Rubikova kocka
Zagonetke s više od tri elementa na rubu uključuju mnogo veći broj kombinacija.
"Čak" varijante su posebno komplicirane, jer ne postoji čvrsto fiksni centar u njima, što pomaže u kretanju klasičnom slagalicom.
Za 4 * 4 * 4 moguća je oko 7.4 x 1045 položaja elemenata. Stoga je nazvana "Rubikova osveta" ili Master Cube.
Dodatne oznake unutarnjih slojeva:
- f - unutarnja strana;
- b - unutarnji stražnji;
- r - unutarnje desno;
- l - unutarnji lijevi.
Opcije montaže: u slojevima, od uglova ili lijevanjem na prikaz od 3 * 3 * 3. Posljednja metoda je najpopularnija. Prvo, na svakom se licu montiraju četiri središnja elementa. Zatim su spojeni rubni parovi i konačno postavljeni kutovi.
- Prikupljanjem središnjih elemenata, moramo se sjetiti koje se boje razlikuju u paru. Algoritam za zamjenu elemenata iz srednje četiri: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)' U2.
- Kod montaže rubova, samo se vanjski rubovi okreću. Algoritmi: (Ll) 'U' R U (Ll); (Ll) 'U' R2U (Ll); (Ll) 'U' R 'U (Ll); (Rr) U L U '(Rr)'; (Rr) U L2 U '(Rr)'; (Rr) U L 'U' (Rr) '. U većini slučajeva rubovi se mogu prikupiti intuitivno. Kada ostaju samo dva rubna elementa: (Dd) R F 'U R' F (Dd) '- da biste ih postavili jedan do drugoga, za zamjenu mjesta.
- Zatim primijenite formulu kocke 3 * 3 * 3 za permutaciju i rotaciju kutova.
Teški slučajevi koji zahtijevaju posebno rješenje su pariteti. Njihove formule ne rješavaju problem, već uklanjaju elemente iz slijepe situacije, donoseći slagalicu u oblik koji se može riješiti standardnim algoritmima.
- Dva susjedna rubna elementa u pogrešnoj orijentaciji: r2 B2 U2 l U2 r 'U2 r U2 F2 r F2 l' B2 r2.
- Kontrastne parove rubnih elemenata u pogrešnoj orijentaciji: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.
- Parove rubnih elemenata s jednim kutom, u pogrešnoj orijentaciji: F 'U' F r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2 F 'U F.
- Kutovi posljednjeg sloja su izvan mjesta: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.
Brzo graditi puzzle 5x5
Skup je dovesti do klasičnog oblika. Prvo se na svakoj kapi i tri rebra sastavljaju 9 središnjih fragmenata. Posljednja faza je postavljanje uglova.
Dodatne oznake:
- u je unutarnja gornja granica;
- d - unutarnja donja granica;
- e - unutarnji rub između gornjeg i donjeg;
- (dva lica u zagradama) - istodobna rotacija.
Skup središnjih elemenata je jednostavniji nego u prethodnom slučaju, budući da postoje čvrsti fiksni parovi boja.
- U prvoj fazi mogu se pojaviti poteškoće ako trebate zamijeniti elemente na susjednim licima. Ako su odvojeni jednim rubnim elementom: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)'. Ako se nalaze na unutarnjim središnjim slojevima: (Rr) 'F' (Ll) '(Rr) U (Rr) U' (Ll) (Rr) '.
- Kombinacija rebrastih elemenata je intuitivno jasna, ne utječe na prikupljene centre: (Ll) 'U L' U '(Ll); (Ll) 'UL2U' (Ll); (Rr) U 'R U (Rr)'; (Rr) U 'R2U (Rr)'. Teškoća je samo sastav posljednjih dva ruba.
Formule za paritete:
- zamijenite elemente u slojevima u i d na rubovima jednog lica: (Dd) R F 'U R' F (Dd) ';
- (Uu) 2 (Rr) 2 F2 u2 F2 (Rr) 2 (Uu) 2;
- obrišite ove elemente na njihovim mjestima, tj. flip: E R F 'U R' F e ';
- postavite rebrasti element srednjeg sloja na mjesto: (Rr) 2 B2 U2 (Ll) U2 (Rr) U2 (Rr) U2 F2 (Rr) F2 (Ll) 'B2 (Rr) 2;
- zamijenite elemente u bočnom sloju na jednom licu: (Ll) 'U2 (Ll)' U2 F2 (Ll) 'F2 (Rr) U2 (Rr)' U2 (Ll) 2;
- istodobno okreće tri rubna elementa na svom mjestu: F 'L' F U 'ili U F' L.
Posljednji zadatak je raspored kutova prema načelu klasične kocke.
Najbrži način. Jessica Friedrich Metoda
Oni koji su već naučili kako riješiti zagonetku u trajanju od 1-2 minute, to jest, vrlo brzo mogu okupiti Rubikovu kocku, pristupiti temeljno novo razumijevanje problema. Mehaničko ubrzanje na određenom stupnju postaje nemoguće. Potrebni su posebni algoritmi i tehnike za smanjenje vremena pretraživanja za rješenja.
Slaganje po slojevima po sloju klasične inačice za ubrzanje procesa svodi se na četiri zadatka:
- početni križ na jednoj kapi;
- istovremeno sastavljanje prvog i drugog sloja;
- zadnja kapa;
- pojas trećeg sloja.
Teškoća je u tome što morate naučiti i držati u glavi 119 formula koje je sastavio autor metode, Jessica Friedrich. Skupine algoritama F2L, OLL, PLL za svaku fazu opisuju sve moguće kombinacije rasporeda elemenata, okreta i permutations potrebnih za rad s parovima kutova ruba.
Metoda omogućuje rješavanje zagonetke u manje od 20 sekundi.
Kako sastaviti Rubikovu kocku zatvorenim očima
Razvijene su posebne tehnike za olakšavanje ovog zadatka. Jedan od najpopularnijih u okruženju speedcubersa je stara Pochmannova metoda.
Skup se ne izvodi u slojevima, već prema skupinama elemenata: najprije svi rubovi, a zatim uglovi.
Edge RU - pufer. Koristeći posebne algoritme, kocka koja zauzima ovaj položaj premješta se na svoje mjesto. Element koji ju je zamijenio u RU položaju ponovno se pomiče, i tako dalje sve dok se svi rubovi ne uspostave. Isto se radi s uglovima. Posebnost slijepo sastavljenih algoritama jest da omogućuju premještanje nekog elementa bez miješanja ostatka.
U procesu slijepe montaže kocka se ne pretvara da se ne zbune.
Prije početka montaže, kocka je "zapamćena". Psihološki stvara lanac kroz koji će se elementi kretati. Svaku oznaku dodjeljuje se slovo abecede. Za rubove i kutove, kotač brzine čini zasebne alfabete. Mješovita Rubikova kocka zapamćena je kao niz slova. Gornja naljepnica na međuspremniku je prvo slovo, naljepnica koja zauzima svoje pravo mjesto - drugo i tako dalje.Radi jednostavnosti, riječi se sastoje od slijeda slova, a rečenice su izrađene od riječi.
Tko drži rekord za najbrži Rubikov skup kocke
Australska Feliks Zemdegs dvaput ažurirao svjetski rekord za montažu na klasični Rubikova kocka u 2018. Početkom godine zabilježen je najbolje vrijeme za 4,6 sekundi, u svibnju, zagonetka je riješena za 4, 22 sekundi.
22-godišnja sportaš posjeduje još nekoliko trenutačnih zapisa od 2015. do 2017. godine:
- 4x4x4 - 19,36 sekundi;
- 5x5x5 - 38,52 sekundi;
- 6x6x6 - 1: 20,03 minuta;
- 7x7x7 - 2: 06,73 minuta;
- megaminx - 34,60 sekundi;
- jedna ruka - 6,88 sekundi.
Zapis robota, snimljen u Guinnessovoj knjizi rekorda, iznosi 0,637 sekundi. Već postoji važeći model koji može sakupiti kocku u 0,38 sekundi. Njegovi programeri su Amerikanci Ben Katz i Jared Di Carlo.
