Algoritmo cubo di Rubik 3x3 per principianti. Modelli sul cubo di Rubik 3x3

2024 Autore: Sierra Becker | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-26 05:30

Nel 1975, lo scultore Erne Rubik brevettò la sua invenzione chiamata "Cubo magico". Per più di 40 anni, tutti i diritti sul puzzle sono appartenuti alla compagnia di un caro amico dell'inventore - Tom Kroener - chiamato Seven Towns Ltd. L'azienda inglese controlla la produzione e la vendita del cubo in tutto il mondo. In Ungheria, Germania, Portogallo e Cina, il puzzle ha mantenuto il suo nome originale, in altri paesi il giocattolo si chiama Cubo di Rubik.

Varianti puzzle

Il classico cubo di Rubik misura 3 per 3 quadrati. Nel tempo, hanno inventato un numero enorme di forme e dimensioni per i giocattoli. Nessuno può sorprendere nessuno con un puzzle a forma di piramide o un cubo 17x17. Tuttavia, l'umanità non riposa mai sugli allori.

Ovviamente, non esiste uno schema di assemblaggio per i principianti di questo cubo. Il processo di assemblaggio e risoluzione del puzzle può richiedere anni. Di recente, l'interesse per il cubo è cresciuto non solo in Asia e in Europa, ma anchedove il giocattolo non era molto popolare, ad esempio, negli Stati Uniti. Uno dei fan del Cubo di Rubik ha filmato l'assemblaggio del puzzle 17 per 17. La durata totale del video è di 7,5 ore, le riprese sono state effettuate durante la settimana.

La crescente domanda crea offerta. A volte i modelli in vendita sono incredibili e non è sempre chiaro come appariranno una volta assemblati. Ogni paese ha la sua varietà preferita di giocattoli.

Cos'è lo speedcubing?

I fan del gioco organizzano vere e proprie competizioni alla velocità di risolvere il cubo. In vendita ci sono speciali puzzle "ad alta velocità". Il meccanismo di rotazione di tali cubi di Rubik è di altissima qualità e i giri di facce e file possono essere eseguiti con il movimento di un dito.

World Cube Association (WCA) è un'organizzazione senza scopo di lucro che sostiene il movimento speedcubing. La WCA organizza regolarmente gare in tutto il mondo. Quasi tutti i paesi hanno rappresentanti dell'organizzazione. Chiunque può partecipare a un evento di speedcubing, basta registrarsi sul sito e rispettare lo standard di montaggio. La disciplina più popolare in tali competizioni è l'assemblaggio di velocità del Cubo di Rubik 3x3. Lo standard per la partecipazione è di 3 minuti, ma anche se una persona non riesce a risolvere il problema nel tempo assegnato, sarà comunque consentita all'evento. Puoi iscriverti a qualsiasi disciplina, ma devi venire con il tuo puzzle.

Il record per la risoluzione di un cubo di Rubik 3x3 appartiene a Sub1, un robot creato dall'ingegnere Albert Beer. La macchina è in grado di risolvere il puzzle per le condivisionisecondi, mentre ci vogliono 4,7 secondi per un essere umano (un risultato di Mats Valk nel 2016). Come puoi vedere, i partecipanti al movimento speedcubing hanno qualcuno a cui guardare.

Quali algoritmi esistono per risolvere un cubo di Rubik 3x3?

Ci sono molti modi per risolvere il famoso puzzle. Le varianti degli schemi di assemblaggio del cubo di Rubik 3x3 sono state sviluppate sia per i principianti che per gli esperti con schemi complicati: 4x4, 6x6 e persino 17x17.

La variante puzzle 3x3 è considerata un classico preferito dalla maggior parte dei fan. Pertanto, ci sono molte più istruzioni su come risolvere un cubo di Rubik 3x3 rispetto a qualsiasi altro.

Come dovrebbe essere il puzzle?

È possibile assemblare un giocattolo secondo lo schema solo da una posizione pre-preparata. Se i motivi sulle facce del cubo si trovano in modo errato, non sarà possibile risolverlo utilizzando l'algoritmo di assemblaggio del cubo di Rubik 3x3 per principianti. Esiste un insieme di tali posizioni per diverse soluzioni.

La figura mostra una "croce bianca" o semplicemente "croce" - il punto di partenza del modo più semplice per risolvere un cubo di Rubik 3x3. Si consiglia di smontare e piegare correttamente il giocattolo.

Designazioni degli schemi e modi per ruotare il cubo

Prima di iniziare a smontare le formule del Cubo di Rubik 3x3, dovresti imparare la notazione usata nello speedcubing. Tutti i movimenti del puzzle sono indicati con lettere maiuscole. L'assenza di un apostrofo sopra il simbolo significa che la rotazione è in senso orario se il simboloè, quindi ruota nella direzione opposta.

Le prime lettere delle parole inglesi (o russe) che denotano movimenti sono generalmente accettate:

• anteriore - F o Ф - rotazione del lato anteriore;
• indietro - B o T - rotazione sul retro;
• sinistra - L o L - rotazione della riga sinistra;
• destra - R o R - rotazione riga destra;
• su - U o B - rotazione della riga superiore;
• giù -D o H - rotazione della riga inferiore.

Inoltre, i puntatori possono essere usati per cambiare la posizione del cubo nello spazio - movimenti di intercettazione. Anche qui tutto è semplice, dal corso scolastico di geometria, tutti conoscono gli assi coordinati X, Y e Z. Il movimento di X significa che il cubo deve essere ruotato dalla faccia F al posto della faccia U, quando spostando Y - F, dovrebbe avvenire L e ruotando Z - F si sposta su R.

Il seguente gruppo di simboli è usato raramente, è usato quando si elaborano schemi di schemi:

• M - giro di fila centrale, tra destra (R/R) e sinistra (L/L);
• S - giro della riga centrale, tra il davanti (F/F) e il dietro (B/T);
• E - gira la riga centrale, tra la parte superiore (U/B) e quella inferiore (D/H).

Perché raccogliere motivi sulle facce del cubo?

Agli incontri di speedcubing, competono non solo nella risoluzione di enigmi, ma anche nella capacità di creare vari schemi su un cubo di Rubik 3x3. Lo fanno per raccogliere rapidamente e facilmente il cubo nella posizione desiderata.

Ci sono un numero enorme di schemi per assemblare una varietà di schemi: "punti", "scacchi", "punti con scacchi","zigzag", "mason", "cube in a cube in a cube" e molti altri. Solo per il classico puzzle ce ne sono più di 46. I maestri di speedcubing considerano vergognoso smontare il giocattolo. Inoltre, creare schemi su un cubo di Rubik 3x3 è un ottimo modo per esercitarsi e migliorare le tue abilità.

L'immagine mostra variazioni di diversi schemi di puzzle. Di seguito sono riportate alcune formule in più per assemblare gli schemi più interessanti dalla posizione della croce:

• scacchi - M²MI²S^2;
• zigzag - (PLFT)3;
• quattro z - (PLFT)³B²N^2;
• Croce di Plummer - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• cubo in un cubo in un cubo - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

L'algoritmo del cubo di Rubik 3x3 per principianti

Anche se ci sono molti modi per risolvere il puzzle, schemi semplici e chiari per i principianti non sono così facili da trovare. Ad ogni fase di assemblaggio completata, le formule del cubo 3x3 di Rubik diventano più difficili. È necessario non solo cambiare correttamente il motivo, ma anche salvare ciò che è stato fatto prima. Di seguito è riportata una delle opzioni su come risolvere facilmente un cubo di Rubik 3x3.

Convenzionalmente, l'intero processo può essere suddiviso nelle seguenti fasi:

1. Assemblaggio della croce in cima al cubo.
2. Composizione corretta dell'intera faccia superiore.
3. Lavorare sugli strati intermedi.
4. Corretto assemblaggio delle coste dell'ultima riga.
5. Assemblaggio incrociatobordo inferiore.
6. Orientamento corretto degli angoli dell'ultima faccia del cubo.

Risoluzione di enigmi - Lavoro preparatorio

Il primo passo è il più semplice. I principianti possono cimentarsi ed esercitarsi a creare modelli di cubi secondo le istruzioni fornite, ma questo processo richiederà molto tempo.

Devi selezionare prima la faccia superiore e il colore che verrà raccolto. L'algoritmo di assemblaggio del cubo di Rubik 3x3 per principianti è stato sviluppato dalla posizione "croce". Non è difficile farlo, devi selezionare il colore centrale, trovare 4 elementi di bordo della stessa tonalità e sollevarli sulla faccia selezionata. La freccia colorata nell'immagine indica la parte desiderata. Le opzioni per la posizione dell'elemento desiderato possono essere diverse, a seconda di ciò, vengono descritte 2 sequenze di azioni A e B. La difficoltà sta nel continuare la croce lungo i lati del cubo. Puoi dare un'occhiata più da vicino alla forma finale dello stage nell'immagine pubblicata sopra.

Soluzione del puzzle - lavorare sul ferro centrale

In questa fase del cubo di Rubik 3x3 per principianti, devi trovare e assemblare gli elementi angolari della faccia superiore. Il risultato finale dovrebbe essere la soluzione completa alla croce e alla riga superiore del puzzle.

L'immagine mostra tre possibili modelli di sfaccettature. Scegliendo uno dei metodi A, B o C, devi raccogliere tutti e 4 gli angoli del cubo. ricordandoalgoritmi di rotazione e praticandoli, si acquisiscono abilità e padronanza dell'assemblaggio di puzzle. È inutile considerare le formule e immaginare il processo, è molto più facile prendere un cubo e provare tutti i metodi nella pratica.

Il terzo passo sembra semplice, ma è solo un'apparenza. Per risolverlo, vengono descritte due situazioni di pattern e, di conseguenza, vengono compilate due formule di rotazione. Quando li si applica, vale la pena ricordare di preservare i risultati precedentemente raggiunti. I Master tengono costantemente in memoria le ultime 3-4 rotazioni, in modo che, in caso di guasto, riporti il cubo al suo stato originale.

Per risolvere il puzzle, devi ruotarlo lungo l'asse delle coordinate alla ricerca degli elementi necessari e lavorare con loro. Tali movimenti sono raramente visualizzati nelle formule, solo in casi speciali. Si consiglia di iniziare ad assemblare le facce dei bordi dagli elementi delle file inferiori, dopo tali rotazioni tutti i cubi necessari scenderanno dalla riga centrale alla riga inferiore.

Risolvere il puzzle - comporre la seconda croce

Nel quarto stadio, il giocattolo viene capovolto. Risolvere l'ultima faccia è la parte più difficile dell'algoritmo del cubo di Rubik 3x3 per i principianti. Le formule di rotazione sono lunghe e complesse e la loro esecuzione richiederà un'attenzione particolare. Lo scopo dell'azione è posizionare gli elementi della nervatura al loro posto per disegnare ulteriormente la croce. L'orientamento delle porzioni di nervatura potrebbe non essere corretto. Formula del movimento del cuboce n'è solo uno e dovrebbe essere applicato fino al raggiungimento dell'obiettivo della fase.

Le rotazioni del quinto stadio hanno lo scopo di girare gli elementi sul lato destro. La sua particolarità sta nel fatto che viene utilizzata la stessa formula di rotazione per tutti e tre i pattern della figura, l'unica differenza è nell'orientamento del cubo stesso.

Le formule per i movimenti del 5° stadio sono le seguenti:

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

С_{Н è la rotazione della riga centrale in senso orario e l'esponente sopra la parentesi è il numero di ripetizioni delle azioni tra parentesi.}

Risoluzione di enigmi - Ultimi giri

Nel sesto stadio, così come nel quarto, i cubi necessari vengono messi al loro posto, indipendentemente dal loro orientamento. Il puzzle dovrebbe essere ruotato in modo che l'elemento che è già al posto giusto si trovi nell'angolo più a sinistra nella parte superiore del cubo. Le opzioni proposte per risolvere la formula si rispecchiano. È necessario ripetere le rotazioni fino al raggiungimento del risultato desiderato.

La settima tappa è la più solenne e la più difficile. Quando si ruota il cubo, sono inevitabili le violazioni nelle file già assemblate. Avrebbe bisognoconcentrarsi completamente sui movimenti, altrimenti il risultato del montaggio potrebbe essere irrimediabilmente rovinato. Come nella quinta fase, c'è solo una sequenza di movimenti, ma viene ripetuta 4 volte. Innanzitutto, vengono eseguite le rotazioni per orientare l'elemento, quindi vengono eseguite le rotazioni inverse per ripristinare le righe spezzate.

Non bisogna dimenticare di registrare i movimenti usando i caratteri dell'alfabeto inglese. Le formule per i movimenti delle facce e delle file del cubo di questa fase sono le seguenti:

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

B - rotazione della faccia superiore di 90 gradi, B' - rotazione della stessa faccia in senso antiorario e B2 - doppia rotazione.

La complessità dello stage sta nella corretta valutazione della posizione degli elementi e nella scelta dell'opzione di rotazione richiesta. Può essere difficile per i principianti identificare immediatamente il modello correttamente e abbinarlo alla formula corretta.

Cubo di Rubik e bambini

Tricky puzzle è interessante non solo per gli adulti, ma anche per i bambini. Gli adolescenti sono diventati i detentori del record mondiale per la risoluzione del Cubo di Rubik. Nel 2015, Colin Burns, che all'epoca aveva solo 15 anni, ha assemblato il giocattolo in 5,2 secondi.

Un giocattolo semplice ma divertente che ha continuato ad incuriosire le giovani generazioni per oltre 5 decenni. L'hobby dei bambini spesso si trasforma in una professione. Esistono metodi matematici per valutare la soluzione ai problemi del cubo di Rubik. Questa branca della matematica è usata perelaborazione e scrittura di algoritmi di soluzione per computer automatizzati. I robot che cercano davvero modi per risolvere il cubo e non seguono un algoritmo di movimenti pre-guidato, risolvono il puzzle in 3 secondi, ad esempio CubeStormer 3.