Rubiks terning 3x3-algoritme for begyndere. Mønstre på Rubik's Cube 3x3

2024 Forfatter: Sierra Becker | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-26 04:40

I 1975 patenterede billedhugger Erne Rubik sin opfindelse kaldet "Magic Cube". I mere end 40 år har alle rettigheder til puslespillet tilhørt virksomheden af en nær ven af opfinderen - Tom Kroener - kaldet Seven Towns Ltd. Det engelske firma kontrollerer produktionen og salget af kuben rundt om i verden. I Ungarn, Tyskland, Portugal og Kina har puslespillet bevaret sit oprindelige navn, i andre lande hedder legetøjet Rubiks terning.

Puslevarianter

Den klassiske Rubik's Cube er 3 gange 3 firkanter. Med tiden kom de med et stort antal former og størrelser til legetøj. Ingen kan overraske nogen med et puslespil i form af en pyramide eller en 17x17 terning. Men menneskeheden hviler aldrig på laurbærrene.

Der er naturligvis ingen samlingsordning for begyndere af denne terning. Processen med at samle og løse puslespillet kan tage år. På det seneste er interessen for kuben vokset ikke kun i Asien og Europa, men ogsåhvor legetøjet ikke var særlig populært, for eksempel i USA. En af fansene af Rubik's Cube filmede samlingen af 17 gange 17 puslespillet. Den samlede længde af videoen er 7,5 timer, optagelsen blev udført i løbet af ugen.

Voksende efterspørgsel skaber udbud. Nogle gange er modellerne til salg utrolige, og det er ikke altid klart, hvordan de vil se ud, når de er samlet. Hvert land har sin yndlingsvariant af legetøj.

Hvad er speedcubing?

Fans af spillet arrangerer rigtige konkurrencer i hurtigheden af at løse terningen. Til salg er der specielle "højhastigheds"-puslespil. Rotationsmekanismen for sådanne Rubiks terninger er af meget høj kvalitet, og drejning af ansigter og rækker kan udføres med en fingers bevægelse.

World Cube Association (WCA) er en non-profit organisation, der støtter speedcubing-bevægelsen. WCA arrangerer jævnligt konkurrencer rundt om i verden. Næsten alle lande har repræsentanter for organisationen. Alle kan blive deltagere i et speedcubing-event, du skal blot tilmelde dig på siden og opfylde montagestandarden. Den mest populære disciplin i sådanne konkurrencer er hastighedssamlingen af Rubik's Cube 3x3. Standarden for deltagelse er 3 minutter, men selvom en person ikke kan løse problemet inden for den afsatte tid, vil han stadig få lov til arrangementet. Du kan tilmelde dig enhver disciplin, men du skal komme med dit eget puslespil.

Rekorden for at løse en 3x3 Rubik's Cube tilhører Sub1, en robot skabt af ingeniøren Albert Beer. Maskinen er i stand til at løse puslespillet om aktiersekunder, mens det tager 4,7 sekunder for et menneske (en præstation af Mats Valk i 2016). Som du kan se, har deltagerne i speedcubing-bevægelsen nogen at se op til.

Hvilke algoritmer findes der til at løse en 3x3 Rubik's Cube?

Der er mange måder at løse det berømte puslespil på. Varianter af Rubiks kubussamlingsskemaer 3x3 er blevet udviklet til både begyndere og øvede med komplicerede skemaer: 4x4, 6x6 og endda 17x17.

3x3-puslespilsvarianten betragtes som en favoritklassiker af de fleste fans. Derfor er der meget flere instruktioner om, hvordan man løser en Rubik's Cube 3x3 end nogen anden.

Hvordan skal puslespillet se ud?

Det er kun muligt at samle et legetøj i henhold til skemaet fra en forud forberedt position. Hvis mønstrene på terningens overflader er placeret forkert, vil det ikke være muligt at løse det ved hjælp af 3x3 Rubiks terningsamlingsalgoritme for begyndere. Der er et sæt af sådanne positioner til forskellige løsninger.

Figuren viser et "hvidt kryds" eller blot "kryds" - udgangspunktet for den nemmeste måde at løse en 3x3 Rubiks terning på. Det anbefales at adskille og folde legetøjet korrekt.

Skemabetegnelser og måder at rotere kuben

Før du begynder at adskille formlerne for Rubik's Cube 3x3, bør du lære notationen, der bruges i speedcubing. Alle puslespilsbevægelser er angivet med store bogstaver. Fraværet af en apostrof over symbolet betyder, at rotationen er med uret, hvis symboleter, drej derefter i den modsatte retning.

De første bogstaver i engelske (eller russiske) ord, der angiver bevægelser, accepteres generelt:

• front - F eller Ф - rotation af forsiden;
• back - B eller T - bagsiderotation;
• venstre - L eller L - rotation af venstre række;
• right - R eller R - højre række rotation;
• op - U eller B - rotation af den øverste række;
• ned -D eller H - rotation af den nederste række.

Desuden kan pointere bruges til at ændre placeringen af kuben i rummet - aflytning af bevægelser. Også her er alt simpelt, lige fra skoleforløbet i geometri kender alle koordinatakserne X, Y og Z. Bevægelsen af X betyder, at terningen skal drejes af flade F til flade U's plads, når skifter Y - F, skal det finde sted L, og når Z - F drejes, flyttes til R.

Den følgende gruppe af symboler bruges sjældent, den bruges til at tegne mønstre af mønstre:

• M - drej i midterrækken, mellem højre (H/H) og venstre (L/L);
• S - vending af den midterste række, mellem for (F/F) og bagpå (B/T);
• E - drej den midterste række, mellem top (U/B) og bund (D/H).

Hvorfor samle mønstre på terningens forsider?

Ved speedcubing-møder konkurrerer de ikke kun om at løse gåder, men også i evnen til at lave forskellige mønstre på en 3x3 Rubik's Cube. Det gør de for hurtigt og nemt at samle terningen i den ønskede position.

Der er et stort antal skemaer til at samle en række forskellige mønstre: "prikker", "skak", "prikker med skak","zigzag", "murer", "terning i en terning i en terning" og mange andre. Kun til det klassiske puslespil er der mere end 46. Speedcubing-mestrene anser det for skammeligt at skille legetøjet ad. At lave mønstre på en 3x3 Rubik's Cube er også en fantastisk måde at øve og forbedre dine færdigheder på.

Billedet viser variationer af forskellige puslespilsmønstre. Nedenfor er et par flere formler til at samle de mest interessante mønstre fra positionen af korset:

• skak - M²E²S^2;
• zigzag - (PLFT)3;
• four z - (PLFT)³B²N^2;
• Plummer's cross - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• terning i en terning i en terning - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

The 3x3 Rubik's Cube Algorithm for Beginners

Selv om der er mange måder at løse gåden på, er enkle og klare skemaer for begyndere ikke så nemme at finde. For hvert afsluttet monteringstrin bliver Rubiks 3x3 terningformler sværere. Det er nødvendigt ikke kun at ændre mønsteret korrekt, men også at gemme, hvad der er blevet gjort før. Nedenfor er en af mulighederne for, hvordan man nemt løser en 3x3 Rubik's Cube.

Traditionelt kan hele processen opdeles i følgende trin:

1. Samling af korset i toppen af kuben.
2. Korrekt sammensætning af hele oversiden.
3. Arbejder på mellemlagene.
4. Korrekt samling af ribberne i sidste række.
5. Krydssamlingnederste kant.
6. Korrekt orientering af hjørnerne af den sidste side af terningen.

Pusleløsning - Forberedende arbejde

Det første skridt er det nemmeste. Begyndere kan prøve sig frem og øve sig i at lave terningmønstre i henhold til instruktionerne, men denne proces vil tage lang tid.

Du skal vælge det øverste ansigt og den farve, der skal indsamles først. 3x3 Rubiks kube-samlingsalgoritme til begyndere blev udviklet fra "kryds"-positionen. Det er ikke svært at lave det, du skal vælge den centrale farve, finde 4 kantelementer af samme nuance og hæve dem til det valgte ansigt. Den farvede pil på billedet angiver den ønskede del. Mulighederne for placeringen af det ønskede element kan være forskellige, afhængigt af dette beskrives 2 sekvenser af handlinger A og B. Vanskeligheden ligger i at fortsætte krydset langs siderne af kuben. Du kan se nærmere på scenens endelige form på billedet ovenfor.

Pusleløsning - arbejd på den midterste række

På dette stadie af 3x3 Rubiks terning for begyndere skal du finde og samle hjørneelementerne på oversiden. Slutresultatet bør være den komplette løsning på krydsfladen og den øverste række af puslespillet.

Billedet viser tre mulige facetmønstre. Hvis du vælger en af metoderne A, B eller C, skal du samle alle 4 hjørner af terningen. huskerotationsalgoritmer og praktisering af dem, færdigheder og beherskelse af puslespilssamling erhverves. Det er meningsløst at overveje formler og forestille sig processen, det er meget nemmere at tage en terning og prøve alle metoderne i praksis.

Det tredje trin virker simpelt, men det er kun et udseende. For at løse det beskrives to situationer med mønstre, og derfor kompileres to rotationsformler. Når du anvender dem, er det værd at huske at bevare de tidligere opnåede resultater. Masters gemmer konstant de sidste 3-4 rotationer i hukommelsen, så i tilfælde af fejl, returner kuben til dens oprindelige tilstand.

For at løse puslespillet skal du rotere det langs koordinataksen på jagt efter de nødvendige elementer og arbejde med dem. Sådanne bevægelser vises sjældent i formler, kun i særlige tilfælde. Det anbefales at begynde at samle kantflader fra elementerne i de nederste rækker, efter sådanne rotationer vil alle de nødvendige terninger falde fra den midterste række til den nederste række.

Løsning af gåden - gør det andet kryds

På fjerde trin vendes legetøjet på hovedet. At løse det sidste ansigt er den sværeste del af 3x3 Rubiks terningalgoritme for begyndere. Rotationsformlerne er lange og komplekse, og deres udførelse vil kræve særlig omhu. Formålet med handlingen er at placere ribbeelementerne på deres pladser for yderligere at tegne korset op. Orienteringen af ribbendelene kan være forkert. Kubebevægelsesformelder er kun én, og den skal anvendes, indtil målet for etapen er nået.

Rotationer af det femte trin har til formål at vende elementerne til højre. Dens ejendommelighed ligger i, at den samme rotationsformel bruges til alle tre mønstre i figuren, den eneste forskel er i orienteringen af selve terningen.

Formlerne for bevægelserne på 5. trin er som følger:

• (PS_N)⁴ V (PS_N) ^{4 B' – mulighed “A”;}
• (PS_N)⁴ B' (PS_N) ^{4 C - mulighed "B";}
• (PS_N)⁴ B² (PS_N)⁴ B^{2 – B option.}

С_{Н er rotationen af den midterste række med uret, og eksponenten over parentesen er antallet af gentagelser af handlinger i parentes.}

Løsning af gåder - Sidste spin

På sjette stadie, såvel som på fjerde, placeres de nødvendige terninger på deres pladser, uanset deres orientering. Puslespillet skal drejes, så det element, der allerede er på det rigtige sted, er placeret i det yderste venstre hjørne i toppen af kuben. De foreslåede muligheder for at løse formlen afspejler hinanden. Det er nødvendigt at gentage rotationer, indtil det ønskede resultat er opnået.

Den syvende etape er den mest højtidelige og sværeste. Når du roterer kuben, er overtrædelser i allerede samlede rækker uundgåelige. ville have brug forhelt fokus på bevægelserne, ellers kan resultatet af samlingen blive uigenkaldeligt ødelagt. Som i det femte trin er der kun én sekvens af bevægelser, men den gentages 4 gange. Først udføres rotationer for at orientere elementet, derefter udføres omvendte rotationer for at genoprette knækkede rækker.

Man bør ikke glemme at optage bevægelser ved hjælp af tegnene i det engelske alfabet. Formlerne for bevægelserne af ansigterne og rækkerne af terningen på dette trin er som følger:

• (RF'R'F)² U (RF'R'F)^{2 – option "a";}
• (RF'R'F)² U' (RF'R'F)^{2– mulighed "b";}
• (RF'R'F)² U² (RF'R'F)^{2– mulighed "i".}

B - drejning af den øvre flade med 90 grader, B' - drejning af den samme flade mod uret, og B2 - dobbeltrotation.

Kompleksiteten af scenen er i den korrekte vurdering af placeringen af elementerne og valget af den nødvendige rotationsmulighed. Det kan være svært for begyndere med det samme at identificere mønsteret korrekt og matche det med den korrekte formel.

Rubiks terning og børn

Tricky puslespil er interessant ikke kun for voksne, men også for børn. Teenagere blev verdensrekordholdere for at løse Rubik's Cube. I 2015 samlede Colin Burns, der kun var 15 år gammel på det tidspunkt, legetøjet på 5,2 sekunder.

Et simpelt, men sjovt legetøj, der er blevet ved med at fascinere den yngre generation i over 5 årtier. Børns hobby udvikler sig ofte til et erhverv. Der findes matematiske metoder til at vurdere løsningen af Rubiks terningproblemer. Denne gren af matematik bruges tiludarbejdelse og skrivning af løsningsalgoritmer til automatiserede computere. Robotter, der virkelig leder efter måder at løse terningen på og ikke følger en forudstyret algoritme af bevægelser, løser puslespillet på 3 sekunder, f.eks. CubeStormer 3.