Жаңы баштагандар үчүн Рубиктин кубу 3x3 алгоритми. Кубик Рубиктин үлгүлөрү 3х3

2024 Автор: Sierra Becker | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-02-26 05:52

1975-жылы скульптор Эрне Рубик "Сыйкырдуу кубик" деп аталган ойлоп табуусун патенттеген. 40 жылдан ашык убакыттан бери табышмакка болгон бардык укуктар ойлоп табуучунун жакын досу Том Кроэнердин Seven Towns Ltd деп аталган компаниясына таандык. Англиялык фирма дүйнө жүзү боюнча кубдун өндүрүшүн жана сатылышын көзөмөлдөйт. Венгрияда, Германияда, Португалияда жана Кытайда пазл өзүнүн баштапкы атын сактап калган, башка өлкөлөрдө оюнчук Рубик кубиги деп аталат.

Батырма варианттар

Классикалык Рубик кубиги 3х3 квадраттан турат. Убакыттын өтүшү менен алар оюнчуктар үчүн көптөгөн формаларды жана өлчөмдөрдү ойлоп табышты. Пирамида же 17х17 куб түрүндөгү пазл менен эч ким эч кимди таң калтыра албайт. Бирок, адамзат эч качан жетишкендиктерине таянбайт.

Албетте, бул кубду жаңыдан баштагандар үчүн монтаждоо схемасы жок. Табышмакты чогултуу жана чечүү жараяны жылдарга созулушу мүмкүн. Соңку учурда Азия менен Европада гана эмес, кубга болгон кызыгуу күч алуудаоюнчук абдан популярдуу болгон эмес, мисалы, АКШда. Кубик Рубиктин күйөрмандарынын бири 17 ге 17 пазлдын чогулушун тарткан. Видеонун жалпы узундугу 7,5 саатты түзөт, тартуу бир жума ичинде жүргүзүлгөн.

Талаптын өсүшү сунушту жаратат. Кээде сатуу үчүн моделдер укмуштуудай болуп саналат жана алар чогулуп жатканда кандай болору дайыма эле түшүнүктүү боло бербейт. Ар бир өлкөдө өзүнүн сүйүктүү түрү бар.

Спидкубинг деген эмне?

Оюндун күйөрмандары кубду чечүү ылдамдыгы боюнча чыныгы мелдештерди уюштурушат. Сатууда атайын "жогорку ылдамдыктагы" пазлдар бар. Мындай Рубик кубиктеринин айлануу механизми абдан сапаттуу жана беттердин жана катарлардын бурулуштарын бир манжа кыймылы менен жасоого болот.

World Cube Association (WCA) – спидкубинг кыймылын колдогон коммерциялык эмес уюм. WCA дайыма дүйнө жүзү боюнча мелдештерди уюштурат. Дээрлик бардык өлкөлөрдө уюмдун өкүлдөрү бар. Каалаган адам speedcubing окуясынын катышуучусу боло алат, сиз жөн гана сайтка катталып, монтаждык стандартка жооп беришиңиз керек. Мындай мелдештердеги эң популярдуу дисциплина бул кубик Рубиктин 3х3 ылдамдыгын чогултуу. Катышуунун стандарты 3 мүнөт, бирок адам берилген убакытта маселени чече албаса дагы, ага иш-чарага уруксат берилет. Каалаган дисциплинага каттала аласыз, бирок өзүңүздүн баш катырмаңыз менен келишиңиз керек.

3x3 Рубик кубигин чечүү рекорду инженер Альберт Бир тарабынан түзүлгөн Sub1 роботуна таандык. Машина үлүштөр үчүн табышмакты чече алатсекунд, ал эми адам үчүн 4,7 секунд талап кылынат (2016-жылы Матс Валктын жетишкендиги). Көрүнүп тургандай, спидкубинг кыймылынын катышуучуларынын кимдир-бирөө издей турганы бар.

3x3 Рубик кубигин чечүү үчүн кандай алгоритмдер бар?

Белгилүү табышмакты чечүүнүн көптөгөн жолдору бар. Рубик кубигин монтаждоо схемаларынын 3x3 варианттары татаал схемалары менен башталгычтар жана алдыңкы адамдар үчүн иштелип чыккан: 4x4, 6x6 жана атүгүл 17x17.

3x3 баш катырма варианты көпчүлүк күйөрмандардын сүйүктүү классикасы деп эсептелет. Демек, Рубик кубигин 3x3 кантип чечүү боюнча башка нускаларга караганда алда канча көп нускамалар бар.

Батырма кандай болушу керек?

Оюнчукту алдын ала даярдалган абалдан эле схема боюнча чогултууга болот. Эгерде кубдун беттериндеги оймо-чиймелер туура эмес жайгашкан болсо, анда аны үйрөнчүктөр үчүн 3x3 Рубик кубунун чогултуу алгоритмин колдонуу менен чечүү мүмкүн эмес. Ар кандай чечимдер үчүн ушундай позициялардын топтому бар.

Сүрөттө "ак крест" же жөн эле "крест" көрсөтүлгөн - 3x3 Рубик кубигин чечүүнүн эң оңой жолунун баштапкы чекити. Оюнчукту туура ажыратып, бүктөп коюу сунушталат.

Схема белгилер жана кубикти айландыруу жолдору

Рубик кубиги 3x3 формулаларын демонтаждоону баштоодон мурун, спидкубингде колдонулган белгилерди үйрөнүшүңүз керек. Бардык баш катырма кыймылдары баш тамгалар менен көрсөтүлгөн. Символдун үстүндө апострофтун жоктугу, символ болсо, айлануу саат жебеси боюнча экенин билдиретболсо, андан кийин карама-каршы багытта айланыңыз.

Кыймылды билдирген англис (же орус) сөздөрдүн биринчи тамгалары жалпысынан кабыл алынат:

• алдыңкы - F же Ф - алдыңкы тараптын айлануусу;
• артка - B же T - артка айлануу;
• сол - L же L - сол катардын айлануусу;
• оң - R же R - оң саптын айлануусу;
• жогоруда - U же B - жогорку катардын айлануусу;
• төмөн -D же H - төмөнкү катардын айлануусу.

Ошондой эле көрсөткүчтөр кубдун мейкиндиктеги абалын өзгөртүү үчүн колдонулушу мүмкүн - кармап калуу кыймылдары. Бул жерде да баары жөнөкөй, мектеп геометрия курсунан баштап, ар бир адам X, Y жана Z координат окторун билет. X кыймылы куб F жүзү менен U бетинин ордуна айлануусу керек дегенди билдирет, качан Y - F жылдырганда, ал L болушу керек, ал эми Z - F айланганда Rга жылат.

Символдордун төмөнкү тобу сейрек колдонулат, ал оюм-чийимдердин үлгүлөрүн чийүүдө колдонулат:

• M - ортоңку саптын бурулушу, оңго (оң/оң) жана солдун (сол/сол) ортосунда;
• S - ортоңку катардын бурулушу, алдыңкы (F/F) жана арткы (B/T);
• E - ортоңку катарды, үстүнкү (U/B) менен ылдыйынын (D/H) ортосунда буруңуз.

Эмне үчүн кубиктин беттерине оюуларды чогултуш керек?

Спидкубинг жолугушууларында алар табышмактарды чечүүдө гана эмес, 3x3 Рубик кубигинде ар кандай оймо-чиймелерди жасоо боюнча да жарышат. Алар муну кубикти каалаган абалда тез жана оңой чогултуу үчүн жасашат.

Ар түрдүү үлгүлөрдү чогултуу үчүн көптөгөн схемалар бар: "чекиттер", "шахмат", "шахмат менен чекиттер","зигзаг", "масон", "кубдагы кубик" жана башка көптөгөн нерселер. Классикалык баш катырма үчүн гана алардын 46дан ашыгы бар. Спидкубинг чеберлери оюнчукту ажыратууну уят деп эсептешет. Ошондой эле, 3x3 Рубик кубиги боюнча оймо-чиймелерди жасоо - машыгуунун жана жөндөмүңүздү өркүндөтүүнүн эң сонун жолу.

Сүрөттө түрдүү баш катырма үлгүлөрүнүн вариациялары көрсөтүлгөн. Төмөндө кресттин абалынан эң кызыктуу үлгүлөрдү чогултуу үчүн дагы бир нече формула келтирилген:

• шахмат - M²E²S^2;
• зигзаг - (PLFT)3;
• four z - (PLFT)³B²N^2;
• Plummer's крест - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• кубдагы кубик куб - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

Жаңыдан баштагандар үчүн 3x3 Рубик кубунун алгоритми

Табышты чечүүнүн көптөгөн жолдору бар болгону менен, үйрөнчүктөр үчүн жөнөкөй жана түшүнүктүү схемаларды табуу оңой эмес. Ар бир аяктаган монтаждоо кадамы менен Рубиктин 3x3 куб формулалары кыйындайт. Үлгүнү туура өзгөртүү менен гана чектелбестен, мурда жасалган иштерди да сактап калуу керек. Төмөндө 3x3 Рубик кубигин оңой чечүү жолдорунун бири.

Шарттуу түрдө бүт процессти төмөнкү этаптарга бөлүүгө болот:

1. Кубиктин үстүндөгү кресттин жыйындысы.
2. Бүт үстүнкү беттин туура курамы.
3. Орто катмарларда иштөө.
4. Акыркы катардын кабыргаларын туура чогултуу.
5. Кайчылаш жыйынтөмөнкү чети.
6. Кубдун акыркы бетинин бурчтарынын туура багыты.

Батырма чечүү - Даярдоо иши

Биринчи кадам эң оңой. Жаңы баштагандар өз күчүн сынап көрүп, берилген нускамаларга ылайык куб үлгүлөрүн жасоого машыгышы мүмкүн, бирок бул процесс көп убакытты талап кылат.

Сиз үстүнкү бетти жана алгач чогултула турган түстү тандооңуз керек. Жаңы баштагандар үчүн 3x3 Рубиктин кубун чогултуу алгоритми "кайчылаш" позициясынан иштелип чыккан. Аны жасоо кыйын эмес, сиз борбордук түстү тандап, бир эле көлөкөдө 4 чет элементин таап, аларды тандалган бетке көтөрүшүңүз керек. Сүрөттөгү түстүү жебе керектүү бөлүгүн көрсөтөт. Керектүү элементтин жайгашуу варианттары ар кандай болушу мүмкүн, буга жараша А жана В аракеттеринин 2 ырааттуулугу сүрөттөлөт. Кыйынчылык кубдун капталдары боюнча кайчылашты улантууда. Этаптын акыркы формасын жогоруда жарыяланган сүрөттөн жакындан көрө аласыз.

Батырма чечим - ортоңку катарда иштөө

Жаңыдан баштагандар үчүн 3x3 кубик Рубиктин бул этабында сиз үстүнкү беттин бурчтук элементтерин таап, чогултушуңуз керек. Жыйынтыгында кайчылаш беттин жана пазлдын үстүнкү катарынын толук чечими болушу керек.

Сүрөт үч мүмкүн болгон фасет үлгүсүн көрсөтөт. А, В же С ыкмаларынын бирин тандап, сиз кубдун бардык 4 бурчун чогултушуңуз керек. эстепайлануу алгоритмдери жана аларды практикалоо, пазлдарды чогултуу көндүмдөрү жана чеберчилиги алынат. Формулаларды карап, процессти элестетүү бекер, куб алып, бардык ыкмаларды иш жүзүндө сынап көрүү алда канча оңой.

Үчүнчү кадам жөнөкөй көрүнөт, бирок бул көрүнүш гана. Аны чечүү үчүн калыптардын эки абалы сүрөттөлөт жана ошого жараша эки айлануу формуласы түзүлөт. Аларды колдонууда, буга чейин жетишилген натыйжаларды сактоону унутпаш керек. Мастерлер акыркы 3-4 айланууну дайыма эсинде сактап турушат, ошентип иштебей калган учурда кубду баштапкы абалына кайтарышат.

Табышты чечүү үчүн керектүү элементтерди издеп, аны координата огу боюнча айлантып, алар менен иштешиңиз керек. Мындай кыймылдар формулаларда сейрек, өзгөчө учурларда гана көрсөтүлөт. Төмөнкү катарлардын элементтеринен жээк беттерин чогултууну баштоо сунушталат, мындай айлануулардан кийин бардык керектүү кубтар ортоңку катардан төмөнкү сапка түшөт.

Батырма чечүү - экинчи айкашты түзүү

Төртүнчү этапта оюнчук тескери бурулат. Акыркы бетти чечүү - үйрөнчүктөр үчүн 3x3 Rubik кубунун алгоритминин эң татаал бөлүгү. Айлануу формулалары узун жана татаал жана аларды аткаруу өзгөчө кылдаттыкты талап кылат. Акциянын максаты - кабырга элементтерин крестти андан ары тартуу үчүн өз ордуна коюу. Кабырга бөлүктөрүнүн багыты туура эмес болушу мүмкүн. Куб кыймылынын формуласыбир гана бар жана ал этаптын максатына жеткенге чейин колдонулушу керек.

Бешинчи этаптын айлануусу элементтерди оң тарапка бурууга багытталган. Анын өзгөчөлүгү сүрөттөгү бардык үч үлгү үчүн бирдей айлануу формуласы колдонулгандыгында, бир гана айырма кубдун өзүнүн багытында.

5-этаптын кыймылдарынын формулалары төмөнкүдөй:

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

С_{Н - ортоңку катардын саат жебеси боюнча айлануусу, ал эми кашаанын үстүндөгү көрсөткүч - кашаадагы аракеттердин кайталануу саны.}

Батырма чечүү - Акыркы айлануулар

Алтынчы этапта, ошондой эле төртүнчү этапта, керектүү кубиктер багытына карабастан, өз орундарына жайгаштырылат. Баш катырма туура жерде турган элемент кубдун жогору жагындагы эң алыскы сол бурчта жайгашкандай кылып айлантуу керек. Формуланы чечүү үчүн сунушталган варианттар бири-бирин чагылдырат. Керектүү натыйжага жеткенге чейин айланууларды кайталоо керек.

Жетинчи этап эң салтанаттуу жана эң татаал. Кубду айлантканда, буга чейин чогултулган катарларда бузуулар сөзсүз болот. Керек болоткыймылдарга толугу менен көңүл буруңуз, антпесе жыйындын натыйжасы кайтарылгыс бузулушу мүмкүн. Бешинчи этаптагыдай эле, кыймылдардын бир гана ырааты бар, бирок ал 4 жолу кайталанат. Алгач элементти багыттоо үчүн айлантуулар аткарылат, андан кийин сынган саптарды калыбына келтирүү үчүн тескери айлантуулар аткарылат.

Англис алфавитинин символдорун колдонуу менен кыймылдарды жазууну унутпаш керек. Бул этаптын кубунун беттеринин жана катарларынын кыймылы үчүн формулалар төмөнкүчө:

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

B - үстүнкү беттин 90 градуска айлануусу, B' - ошол эле беттин сааттын жебесине каршы айлануусу жана B2 - кош айландыруу.

Сахнанын татаалдыгы элементтердин жайгашкан жерин туура баалоодо жана керектүү айлантуу опциясын тандоодо. Жаңы баштагандар үчүн үлгүнү дароо туура аныктоо жана аны туура формулага дал келтирүү кыйынга турат.

Рубик кубиги жана балдар

Татаал табышмак чоңдор үчүн гана эмес, балдар үчүн да кызыктуу. Өспүрүмдөр кубик Рубикти чечүү боюнча дүйнөлүк рекордсмендер болуп калышты. 2015-жылы ал кезде 15 гана жашта болгон Колин Бернс оюнчукту 5,2 секундада чогулткан.

Жөнөкөй, бирок кызыктуу оюнчук 50 жылдан ашуун убакыттан бери жаш муунду кызыктырып келет. Балдардын хоббиси көбүнчө кесипке айланат. Рубиктин кубунун маселелерин чечүүнүн математикалык ыкмалары бар. Математиканын бул тармагы үчүн колдонулатавтоматташтырылган ЭЭМ үчүн чечүү алгоритмдерин түзүү жана жазуу. Кубду чечүүнүн жолдорун чындап издеген жана кыймылдардын алдын ала түзүлгөн алгоритмин ээрчибеген роботтор табышмакты 3 секундда чечет, мисалы, CubeStormer 3.