كيفية جمع مكعب روبيك: مخطط للمبتدئين

اللغز ، الذي تم اختراعه كوسيلة مساعدة مرئية للنظرية الجبرية ، أسرت العالم كله فجأة. لعقود من الزمن الآن ، كان الناس بعيدون عن الرياضيات العليا يقامرون بشدة بمهمة معقدة ورائعة. يعد المكعب السحري أداة رائعة لتطوير التفكير المنطقي والذاكرة. أولئك الذين تساءلوا أولاً عن كيفية جمع مكعب روبيك ، سوف تساعد المخططات والتعليقات في دعم الحماس ، وربما اكتشاف عالم السرعة السريعة.

أسرار بناء مكعب روبيك: العناصر ، الأجزاء ، المفاهيم الأساسية

وجوه ستة من اللغز لها ألوان معينة وترتيب ترتيبها ، على براءة اختراع من قبل المخترع. غالبًا ما تكشف العديد من المنتجات المزيفة عن أنها ألوان غير عادية أو موضعها بالنسبة لبعضها البعض. تستخدم مخططات التعلم والأوصاف دائمًا أنظمة الألوان القياسية. من السهل جدًا بالنسبة للمبتدئين الشعور بالارتباك في التفسيرات إذا كنت تستخدم مكعبًا ذا نظام ألوان مختلف.

ألوان الوجوه المقابلة: أبيض - أصفر ، أخضر - أزرق ، أحمر - برتقالي.

يتكون كل جانب من عدة عناصر مربعة. حسب عددهم ، تتميز أنواع مكعبات روبيك: 3 * 3 * 3 (الإصدار الكلاسيكي الأول) ، 4 * 4 * 4 (ما يسمى "روبيك الانتقام") ، 5 * 5 * 5 وهلم جرا.

يتكون النموذج الأول ، الذي جمعه إرنو روبيك ، من 27 مكعبًا خشبيًا ، مطليةً بنفس القدر بستة ألوان ومكدسة فوق بعضها البعض. في غضون شهر ، حاول المخترع تجميعها بحيث تكون وجوه مكعب كبير مكونة من مربعات من نفس اللون. استغرق تطوير آلية تضم جميع العناصر معًا وقتًا أطول.

يتكون مكعب روبيك الحديث ذو التصميم الكلاسيكي من العناصر التالية:

• المراكز هي أجزاء بلا حراك بالنسبة لبعضها البعض ، مثبتة على محور دوران المكعب. يواجهون المستخدم مع جانب واحد فقط رسمت. في الواقع ، تشكل ستة مراكز أزواجًا متطابقة في نظام الألوان.
• الأضلاع عناصر متحركة. يرى المستخدم وجهان ملونان عند كل حافة. تركيبات الألوان هي أيضا معيار هنا.
• زوايا - ثمانية عناصر متحركة موجودة في رؤوس مكعبات. كل واحد منهم لديه ثلاثة جوانب ملونة.
• آلية الربط عبارة عن تقاطع من ثلاثة محاور ثابتة صلبة. هناك آلية بديلة مماثلة للكرة. يتم استخدامه في مكعبات عالية السرعة أو متعددة العناصر. بناء مكعبات مع عدد زوجي من العناصر على الوجوه معقد بشكل خاص - هذا هو نظام لآليات النقرات المترابطة ، في بعض الأحيان مجتمعة مع الصليب. هناك التروس المغناطيسية لمكعبات السرعة المهنية.

اللعبة مع Rubik's Cube هي أنه بمساعدة الآلية المنقولة ، يتم إعادة ترتيب العناصر الملونة على الوجوه ومحاولة تجميعها بالترتيب الأصلي.

لغز المشجعين تتنافس في حل الوقت. بالإضافة إلى خفة اليد ، لذلك من الضروري أن تدرس وتذكر وتحضر مئات الأوتوماتيكية من العناصر الملونة والأفعال معهم. وتسمى هذه الرياضة غير عادية speedcubing.

تقام بطولات Speedcubers بانتظام ، يتم تحديث السجلات. آفاق جديدة للإنجازات تفتح باستمرار. كجزء من المسابقات ، تقام المسابقات لتجميع المكفوفين ، بيد واحدة ، أرجل وهكذا.

أحدث هواية هي تجميع مآس (أنماط) على مكعب.

هيكل مكعب روبيك وأسماء التناوب

من أجل وصف التلاعب مع اللغز ، وكتابة مخططات القرارات ، وحركات العناصر ذات الصلة ببعضها البعض ، ولراحة التواصل فقط ، تم إنشاء لغة تناوب. إنه تعيين حرف لكل وجه ولطرق تدويره.

يتم رسملة جوانب اللغز.

في أدلة اللغة الروسية لتجميع مكعب روبيك ، استخدم الحروف الأولى من الأسماء الروسية:

• F - من "الواجهة" ؛
• تي - من "الخلفية" ؛
• ف - من "اليمين" ؛
• L - من "اليسار" ؛
• ب - من "القمة" ؛
• N - من "القاع".

يستخدم المجتمع الدولي الرسائل الأولية من أسماء الوجوه باللغة الإنجليزية.

التعيينات المقبولة من قبل WCA (رابطة المكعب العالمية):

• ص - من اليمين ؛
• لام - من اليسار ؛
• يو - من أعلى.
• د - من الأسفل ؛
• F - من الجبهة ؛
• ب - من الخلف.

يطلق على العنصر المركزي نفس الوجه (R ، D ، F ، وهكذا).

الحافة مجاورة لوجهين ، يتكون اسمها من حرفين (FR ، UL ، إلخ).

يتم وصف الزاوية ، على التوالي ، بثلاثة أحرف (على سبيل المثال ، FRU).

مجموعات العناصر التي تشكل الطبقات الوسطى بين الوجوه لها أيضًا أسماء خاصة بها:

• M (من الوسط) - بين R و L.
• S (من الوقوف) - بين F و B.
• E (من خط الاستواء) - بين U و D.

يتم وصف دوران الوجوه بحروف تحمل أسماء ورموز إضافية.

• تشير علامة اقتباس أحادية "" إلى أن الوجه أو الطبقة تدور عكس اتجاه عقارب الساعة.
• الرقم 2 يشير إلى تكرار الحركة.

الإجراءات الممكنة مع الوجه ، على سبيل المثال ، مع اليمين:

• R - دوران عقارب الساعة ؛
• R '- دوران عقارب الساعة.
• R2 هو انعطاف مزدوج ، بغض النظر عن الاتجاه ، حيث أن الوجه لديه أربعة أوضاع ممكنة فقط.

لتحديد أي طريقة لوجه الوجه ، تحتاج إلى تقديم الاتصال الهاتفي ووتش عليه وتسترشد حركة يد وهمية.

يتم الحصول على دوران الوجوه المعاكسة "في اتجاه عقارب الساعة".

ترتبط حركات الطبقات الوسطى بالوجوه الخارجية:

• تدور الطبقة M في نفس اتجاهات L.
• الطبقة S تشبه F.
• الطبقة E - مثل D.

هناك تسمية مهمة أخرى لـ "w" وهي الدوران المتزامن لطبقتين متجاورتين. على سبيل المثال ، Rw هي الدوران المتزامن لـ R و M.

وتسمى المنعطفات المكعب كله اعتراض. يتم تنفيذها في ثلاث طائرات ، أي على ثلاثة محاور إحداثية: X ، Y ، Z.

• x و x 'هما دوران محور X للمكعب بأكمله. الحركات تتزامن مع المنعطفات من الجانب الأيمن.
• y و y 'هما دوران المكعب على طول المحور Y. تتزامن الحركات مع دوران الوجه العلوي.
• z و z '- دوران المكعب على طول المحور Z. وتتزامن الحركة مع دوران الوجه الأمامي.
• x2 ، y2 ، z2 - تعيينات للاعتراض المزدوج على المحور المحدد.

بالإضافة إلى الرموز المقبولة عمومًا ، فإن أدلة التجميع مليئة بالعامية وأسماء التقنيات والتقنيات والخوارزميات والأنماط والأشكال الموجودة على المكعب والتي تحظى بشعبية كبيرة بين مكواد السرعة وما إلى ذلك. الأوصاف التخطيطية للخوارزميات التي تستخدم الأسهم فقط ليست أقل في الطلب. كلما زادت الخبرة المكتسبة في حل اللغز ، أصبح من الأسهل فهم الأوصاف والتفسيرات ، وبدأ النظر إلى العديد من الأشياء بشكل حدسي.

• غطاء - العناصر الملونة التي تم جمعها على جانب واحد من المكعب. تجميع اللغز هو نفس تجميع الست قبعات.
• حزام - العناصر الملونة المتاخمة للعنوان. يمكن تجميع الغطاء بحيث يتكون الحزام من شظايا ملونة متباينة ، أي أن عناصر الزاوية والضلع ليست في مكانها.
• الصليب - شخصية على قبعة من خمس شظايا من نفس اللون. يبدأ التجميع غالبًا ببناء صليب. لا يوجد دليل واضح. هذه الخطوة تسمح بأكبر قدر من حرية العمل وتتطلب بعض التفكير. عندما يكون الصليب جاهزًا ، يبقى اتباع الخوارزميات المستفادة.
• الوجه - قلب الزاوية أو الحافة في مكان واحد بالنسبة للمركز ، وهذا الإجراء يتطلب استخدام خوارزميات خاصة.

مخططات ومراحل تجميع الألغاز للمبتدئين

ستساعدك مخططات للمبتدئين على تعلم وإنقاذ أعصابك من خلال جمع مكعب متشابك بشكل ميؤوس منه ، والشعور بمنطق الحركات وتجربة أبسط الخوارزميات.

قبل القيام بأي إجراء ، يجب عليك فحص المكعب. في المسابقات ، يستغرق "الفحص المسبق" 15 ثانية. خلال هذا الوقت ، تحتاج إلى العثور على عناصر من نفس اللون ، والتي سيتم جمعها في "قبعة" في المرحلة الأولى. تقليديا ، فإنها تبدأ من الجانب الأبيض ، أي أن معظم الأدلة تفترض أن U أبيض. يمكن أن تبدأ أدوات تجميع السرعة "Multicolorists" في التجميع من أي اتجاه ، وإعادة بناء عقليا لجميع الخوارزميات الجاهزة.

مكعب روبيك 2x2

يتكون "المكعب المصغر" من 8 عناصر ركنية. في المرحلة الأولى ، يتم جمع طبقة واحدة من أربعة أركان. في المرحلة الثانية - توضع الزوايا المتبقية في أماكنها ، بينما يمكن قلبها رأسًا على عقب ، أي أن العناصر الملونة لن تكون على وجوههم. يبقى لنشرها على الجانب الأيمن.

• تسمح لك خوارزمية "bang-bang" بنقل عنصر الزاوية وتوجيهه بشكل صحيح. إذا قمت بهذا التسلسل من الإجراءات ست مرات متتالية ، فسيعود المكعب إلى موضعه الأصلي. وبالتالي ، إذا تم خلط المكعب ، فستحتاج إلى تطبيقه من 1 إلى 5 مرات لضبط العنصر بشكل صحيح. سجل الخوارزميات: RUR’U.
• عندما يتم تجميع طبقة واحدة ، من الضروري تحويل المكعب مع الطبقة الثانية لأعلى. تحريك هذه الطبقة في أي اتجاه ، قم بضبط إحدى الزوايا في مكانها. بعد ذلك ، يتم تطبيق خوارزمية تسمح لك بتبديل عنصرين متجاورين - الزوايا اليمنى واليسرى للوجه الأمامي. تسلسل الإجراءات كما يلي: URU’L’UR’U’LU.
• عندما تكون جميع الزوايا في مكانها ، يتم قلبها (قلبها) باستخدام خوارزمية "bang-bang". في هذه المرحلة ، من المهم عدم اعتراض المكعب.

كيفية جمع مكعب روبيك 3x3

1. قم ببناء "صليب أبيض" عن طريق جمع 4 حواف مع ملصقات بيضاء حول المركز الأبيض.
2. اجمع بين مراكز الألوان في الجوانب R و L و U و D مع الحواف المتطابقة لـ "التقاطع الأبيض".
3. ضع الزوايا في مكانها مع ملصقات بيضاء. باستخدام خوارزمية R’D’RD ، المتكررة حتى خمس مرات ، ستنقل الزوايا إلى الموضع الصحيح.
4. لوضع حواف الطبقة الوسطى في مكانها ، تحتاج إلى اعتراض المكعب - y2. حدد الضلع دون ملصقا أصفر. ادمجها مع المركز ، ومطابقة اللون في جانب واحد. باستخدام الصيغ ، انقل الحافة إلى الطبقة الوسطى: الحواف تسقط إلى اليسار: U’L’ULUFU’F '. تنخفض الحافة إلى اليمين: URU’R’U’F’UF.إذا كان عنصر ما في مكانه ولكن تم تدويره بشكل غير صحيح ، يتم استخدام هذه الخوارزميات مرة أخرى لنقله إلى الطبقة الثالثة وإعادة تثبيته.
5. دون اعتراض المكعب ، اجمع الصليب الأصفر على غطاء الطبقة الثالثة ، كرر الخوارزمية: FRUR’U’F '.
6. اجمع حواف الطبقة الأخيرة مع المراكز الجانبية بشكل صحيح ، كما حدث مع التقاطع الأول. اثنين من أضلاعه تقع بسهولة في مكانها. الاثنان الآخران يجب تبديلهما.إذا كانوا ضد بعضهم البعض: RUR’URU2R '. إذا كان على جوانب متجاورة: RUR’URU2R’U.
7. ضع زوايا الوجه الأخير على المواضع الصحيحة. إذا لم يكن أي منهم في المكان المناسب ، فعليك تطبيق صيغة URU’L’UR’U’L. أحد العناصر سيقف بشكل صحيح. لاعتراض المكعب في هذه الزاوية بنفسه ، سيكون الجزء العلوي الأيمن على الحافة الأمامية. انقل الزوايا المتبقية في اتجاه عقارب الساعة إلى URU’L’UR’U’L أو ، على العكس من ذلك ، U’L’URU’LUR '. في هذه المرحلة ، سيتم إعادة بناء جميع المواقع التي تم جمعها ، ويبدو أن هناك خطأ ما. من المهم التأكد من أن القالب لا يتدحرج وأن مركز F لا يتحرك بالنسبة إلى المستخدم. يجب تكرار مجموعة التحركات حتى 5 مرات.
8. قد تحتاج إلى توسيع عناصر الزاوية عن طريق محاذاة أجزاء اللون مع بقية الوجوه بشكل صحيح. لتوسيع (قلبها) ، يتم استخدام الصيغة الأولى: R’D’RD. من المهم عدم اعتراض المكعب بحيث لا تتغير F و U.

مكعب روبيك 4X4

الألغاز مع أكثر من ثلاثة عناصر في الحافة تنطوي على عدد أكبر بكثير من مجموعات.

هناك صعوبة خاصة في الخيارات "الزوجية" ، نظرًا لعدم وجود مركز ثابت جامد يساعد على التنقل في اللغز الكلاسيكي.

ل 4 * 4 * 4 ، حوالي 7.4 * 1045 موقف العناصر ممكنة. لذلك ، كان يطلق عليه "الثأر روبيك" أو ماجستير مكعب.

تسميات إضافية للطبقات الداخلية:

• و - أمامي داخلي ؛
• ب - الخلفية الداخلية.
• r هو الحق الداخلي ؛
• ل - اليسار الداخلي.

خيارات التجميع: طبقة تلو الأخرى ، من الزوايا أو الصب إلى 3 * 3 * 3. الطريقة الأخيرة هي الأكثر شعبية. أولاً ، يتم جمع أربعة عناصر مركزية على كل وجه. ثم يتم ضبط أزواج الأضلاع ، وأخيرا ، يتم تعيين الزوايا.

• عند جمع العناصر المركزية ، يجب أن يتذكر المرء الألوان المتناقضة في أزواج. خوارزمية لتبديل العناصر من الوسط الأربعة: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)' U2.
• عند تجميع الأضلاع ، يتم تدوير الوجوه الخارجية فقط. الخوارزميات: (Ll) 'U' R U (Ll) ؛ (Ll) 'U' R2 U (Ll) ؛ (Ll) 'U' R 'U (Ll) ؛ (ص ص) U L U '(ص ص)' ؛ (ص ص) U L2 U '(ص ص)' ؛ (Rr) U L 'U' (Rr) '. في معظم الحالات ، يمكن تجميع الأضلاع بشكل حدسي. عندما يتبقى عنصران فقط من الحواف: (Dd) R F 'U R' F (Dd) '- لضبطهما جنبًا إلى جنب ، U F' L F 'L' F U '- لمبادلتهما.
• بعد ذلك ، يتم تطبيق صيغ المكعب 3 * 3 * 3 من أجل التقليب وتناوب الزوايا.

الحالات المعقدة التي تتطلب حلاً خاصًا هي حالات تعادل. لا تحل صيغها المشكلة ، ولكنها تطرد عناصر من حالة توقف تام ، مما يجعل اللغز في شكل تم حله بواسطة خوارزميات قياسية.

• عنصرين ضلعين متجاورين في الاتجاه الخاطئ: r2 B2 U2 l U2 r 'U2 r U2 F2 r F2 l' B2 r2.
• أزواج متعارضة من عناصر الأضلاع في الاتجاه الخاطئ: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.
• أزواج من عناصر الأضلاع التي تواجه بعضها البعض في الاتجاه الخاطئ: F 'U' F r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2 F 'U F.
• زوايا الطبقة الأخيرة غير صالحة: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.

لغز تجميع سريع 5x5

التجميع هو تحقيق نظرة كلاسيكية. أولاً ، يتم جمع 9 شظايا مركزية على كل غطاء وثلاثة عناصر ضلع. المرحلة الأخيرة هي محاذاة الزوايا.

تدوين إضافي:

• أنت الوجه العلوي الداخلي ؛
• د هو الحد الأدنى الداخلي ؛
• e هو الخط الداخلي بين العلوي والسفلي ؛
• (وجهان بين قوسين) - التناوب في وقت واحد.

إن تجميع العناصر المركزية أسهل مما كان عليه الحال في الحالة السابقة ، نظرًا لوجود أزواج ألوان ثابتة صلبة.

• في المرحلة الأولى ، يمكن أن تنشأ صعوبات إذا كنت بحاجة إلى تبديل العناصر على الوجوه المجاورة. إذا كانت مفصولة بواسطة عنصر حافة واحد: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)'. إذا كانت موجودة على طبقات الوسط الداخلية: (Rr) 'F' (Ll) '(Rr) U (Rr) U' (Ll) (Rr) '.
• مزيج من عناصر الأضلاع بديهية ، ولا يؤثر على المراكز التي تم جمعها: (Ll) 'U L' U '(Ll) ؛ (Ll) 'U L2 U' (Ll) ؛ (Rr) U 'R U (Rr)' ؛ (Rr) U 'R2 U (Rr)'. التعقيد هو فقط تجميع آخر حوافين.

صيغ التكافؤ:

• تبديل العناصر في الطبقات u و d على حواف وجه واحد: (Dd) R F 'U R' F (Dd) '؛
• تبديل عناصر الحافة الموجودة في الطبقة الوسطى على وجه واحد: (Uu) 2 (Rr) 2 F2 u2 F2 (Rr) 2 (Uu) 2 ؛
• نشر هذه العناصر في أماكنها ، أي الوجه: e R F 'U R' F e '؛
• نشر في مكان عنصر الأضلاع من الطبقة الوسطى: (Rr) 2 B2 U2 (Ll) U2 (Rr) 'U2 (Rr) U2 F2 (Rr) F2 (Ll)' B2 (Rr) 2 ؛
• عناصر تبديل في الطبقة الجانبية على وجه واحد: (Ll) 'U2 (Ll)' U2 F2 (Ll) 'F2 (Rr) U2 (Rr)' U2 (Ll) 2 ؛
• اقلب ثلاثة أضلاع في نفس الوقت: F 'L' F U 'أو U F' L.

المهمة الأخيرة هي ترتيب الزوايا وفقًا لمبدأ المكعب الكلاسيكي.

أسرع طريقة. طريقة جيسيكا فريدريش

يمكن لأولئك الذين تعلموا بالفعل حل اللغز في 1 - 2 دقيقة ، أي بسرعة تجميع مكعب روبيك ، التوصل إلى فهم جديد جوهري للمشكلة. التسارع الميكانيكي في مرحلة معينة يصبح مستحيلاً. هناك حاجة إلى خوارزميات وتقنيات خاصة لتقليل وقت البحث عن الحلول.

يؤدي وضع الإصدار الكلاسيكي لتسريع العملية إلى أربع مهام:

• الصليب الأولي على قبعة واحدة.
• التجميع المتزامن للطبقتين الأولى والثانية ؛
• القبعة الأخيرة
• حزام من الطبقة الثالثة.

تكمن الصعوبة في أنه يجب عليك أن تتعلم وأن تضع في الاعتبار 119 صيغًا جمعها مؤلف الأسلوب ، جيسيكا فريدريش. تصف مجموعات الخوارزميات F2L و OLL و PLL لكل مرحلة جميع المجموعات الممكنة لترتيب العناصر والمنعطفات والتباديل اللازمة للعمل مع أزواج زاوية الحافة.

تتيح لك الطريقة حل اللغز في أقل من 20 ثانية.

كيفية جمع مكعب روبيك بعيون مغلقة

تم تطوير تقنيات خاصة لتسهيل هذه المهمة. واحدة من شعبية بين speedcubers هي طريقة Pochmann القديمة.

لا يتم التجميع في طبقات ، ولكن في مجموعات من العناصر: أولاً جميع الحواف ، ثم الزوايا.

الضلع RU - العازلة. باستخدام خوارزميات خاصة ، يتم نقل المكعب الذي يحتل هذا الموضع إلى مكانه. يتم نقل العنصر الذي حل محله في موضع RU مرة أخرى ، وهكذا ، حتى يتم وضع جميع الحواف في مكانها. تفعل الشيء نفسه مع الزوايا. تتمثل إحدى خوارزميات التجميع العمياء في أنها تسمح لك بنقل عنصر دون خلط الباقي.

في عملية التجميع العمياء ، لا يتم قلب المكعب حتى لا يتم الخلط.

قبل متابعة التجميع ، يتم "تذكر" المكعب. يخلق عقليا سلسلة من خلالها العناصر سوف تتحرك. يتم تعيين كل ملصق حرفها الخاص من الأبجدية. بالنسبة للحواف وللزوايا ، فإن speedcuber عبارة عن أبجدية منفصلة. يتم تذكر مكعب روبيك المختلط كسلسلة من الحروف. الملصق العلوي على المكعب المؤقت هو الحرف الأول ، الملصق الذي يأخذ مكانه الصحيح هو الثاني وهكذا. للبساطة ، تتكون الكلمات من سلسلة من الحروف ، وتتكون الجمل من كلمات.

من يمتلك السجل لتجميع مكعبات روبيك الأسرع

قام الأسترالي فيليكس زميديج بتحديث الرقم القياسي العالمي مرتين لتجميع المكعب الكلاسيكي روبيك في عام 2018. في بداية العام ، تم تسجيل أفضل وقت لمدة 4.6 ثانية ، في مايو تم حل اللغز في 4 ، 22 ثانية.

يمتلك اللاعب البالغ من العمر 22 عامًا العديد من الأرقام القياسية الحالية 2015 - 2017:

• 4 × 4 × 4 - 19.36 ثانية ؛
• 5 × 5 × 5 - 38.52 ثانية ؛
• 6 × 6 × 6 - 1: 20.03 دقيقة ؛
• 7 × 7 × 7 - 2: 06.73 دقيقة ؛
• megaminx - 34.60 ثانية ؛
• بيد واحدة - 6.88 ثانية.

سجل الروبوت المسجل في موسوعة غينيس للأرقام هو 0.637 ثانية. يوجد بالفعل نموذج موجود يمكنه تجميع مكعب في 0.38 ثانية. مطوروها هم الأمريكيون بن كاتز وجاريد دي كارلو.