El rompecabezas, inventado como una ayuda visual para la teoría algebraica, cautivó de repente a todo el mundo. Durante décadas, las personas lejos de las matemáticas superiores han estado jugando ferozmente en una tarea compleja y fascinante. El Magic Cube es una gran herramienta para desarrollar el pensamiento lógico y la memoria. Aquellos que primero se preguntaron cómo recolectar el Cubo de Rubik, los diagramas y los comentarios ayudarán a apoyar el entusiasmo y tal vez descubrir el mundo del speedcubing.

Secretos para construir un cubo de Rubik: elementos, partes, conceptos clave

Las seis caras del rompecabezas tienen ciertos colores y el orden de su disposición, patentado por el inventor. Numerosas falsificaciones a menudo se revelan como colores inusuales o su posición entre sí. Los esquemas de aprendizaje y las descripciones siempre usan esquemas de color estándar. Es bastante fácil para los principiantes confundirse en las explicaciones si usa un cubo con un esquema de color diferente.

Colores de caras opuestas: blanco - amarillo, verde - azul, rojo - naranja.

Cada lado consta de varios elementos cuadrados. Por su número, se distinguen los tipos de cubos de Rubik: 3 * 3 * 3 (la primera versión clásica), 4 * 4 * 4 (la llamada "Venganza de Rubik"), 5 * 5 * 5 y así sucesivamente.

El primer modelo, ensamblado por Erno Rubik, consistía en 27 cubos de madera, igualmente pintados en seis colores y apilados uno encima del otro. En un mes, el inventor trató de agruparlos para que las caras de un cubo grande estuvieran formadas por cuadrados del mismo color. El desarrollo de un mecanismo que mantuviera todos los elementos juntos llevó aún más tiempo.

El moderno cubo de Rubik de diseño clásico consta de los siguientes elementos:

  • Los centros son las partes inmóviles entre sí, fijas en el eje de rotación del cubo. Se enfrentan al usuario con un solo lado pintado. En realidad, seis centros forman pares de espejos en el esquema de color.
  • Las costillas son elementos móviles. El usuario ve dos lados coloreados en cada borde. Las combinaciones de colores también son estándar aquí.
  • Esquinas: ocho elementos móviles ubicados en los vértices de un cubo. Cada uno de ellos tiene tres lados coloreados.
  • El mecanismo de fijación es una cruz de tres ejes rígidamente fijos. Hay un mecanismo alternativo similar a una esfera. Se utiliza en cubos de alta velocidad o de elementos múltiples. La construcción de cubos con un número par de elementos en las caras es especialmente complicada: este es un sistema de mecanismos de clic interconectados, a veces combinados con una cruz. Hay engranajes magnéticos para cubos de velocidad profesionales.

El juego con el Cubo de Rubik es que, con la ayuda del mecanismo móvil, los elementos de color en las caras se reordenan e intentan ensamblarse en el orden original.

Los fanáticos de los rompecabezas compiten en la solución del tiempo. Además del juego de manos, para esto es necesario estudiar, recordar y llevar al automatismo cientos de combinaciones de elementos de colores y acciones con ellos. Este deporte inusual se llama speedcubing.

Los torneos Speedcubers se llevan a cabo regularmente, los registros se actualizan. Nuevos horizontes para los logros se abren constantemente. Como parte de los torneos, se llevan a cabo competiciones para el montaje a ciegas, con una mano, piernas, etc.

El nuevo pasatiempo es el ensamblaje de solitario (patrones) en un cubo.

La estructura del cubo de Rubik y los nombres de las rotaciones.

Para describir las manipulaciones con un rompecabezas, escribir esquemas de decisión, movimientos de elementos relativos entre sí, y solo para la conveniencia de la comunicación, se creó un lenguaje de rotaciones. Es una designación de letra para cada cara y para las formas de su rotación.

Los lados del rompecabezas están en mayúscula.

En los manuales en ruso para ensamblar el cubo de Rubik, use las letras iniciales de los nombres rusos:

  • F - de la "fachada";
  • T - desde la "parte trasera";
  • P - desde el "derecho";
  • L - desde la "izquierda";
  • B - desde la "parte superior";
  • N - desde el "fondo".

La comunidad internacional usa las letras iniciales de los nombres de las caras en inglés.

Designaciones aceptadas por la WCA (World Cube Association):

  • R - desde la derecha;
  • L - desde la izquierda;
  • U - desde arriba;
  • D - desde abajo;
  • F - desde el frente;
  • B - desde atrás.

El elemento central se llama igual que la cara (R, D, F, etc.).

El borde es adyacente a dos caras, su nombre consta de dos letras (FR, UL, etc.).

El ángulo, respectivamente, se describe con tres letras (por ejemplo, FRU).

Los grupos de elementos que forman las capas intermedias entre las caras también tienen sus propios nombres:

  • M (desde el centro) - entre R y L.
  • S (de pie) - entre F y B.
  • E (desde ecuatorial) - entre U y D.

La rotación de caras se describe mediante letras que nombran caras e iconos adicionales.

  • El apóstrofe "’ "indica que la cara o capa gira en sentido antihorario.
  • El número 2 indica la repetición del movimiento.

Posibles acciones con la cara, por ejemplo, con la derecha:

  • R - rotación en sentido horario;
  • R '- rotación en sentido antihorario.
  • R2 es un doble giro, sin importar en qué dirección, ya que la cara tiene solo cuatro posiciones posibles.

Para determinar de qué manera girar una cara, debe presentar el dial del reloj y guiarse por el movimiento de una manecilla imaginaria.

La rotación de las caras opuestas "en sentido horario" se obtiene en sentido contrario.

Los movimientos de las capas intermedias están vinculados a las caras externas:

  • La capa M gira en las mismas direcciones que L.
  • La capa S es como F.
  • Capa E - como D.

Otra designación importante de "w" es la rotación simultánea de dos capas adyacentes. Por ejemplo, Rw es la rotación simultánea de R y M.

Los giros de todo el cubo se llaman intercepciones. Se realizan en tres planos, es decir, a lo largo de tres ejes de coordenadas: X, Y, Z.

  • xyx 'son las rotaciones del eje X de todo el cubo. Los movimientos coinciden con las vueltas del lado derecho.
  • y e y ': la rotación del cubo a lo largo del eje Y. Los movimientos coinciden con las rotaciones de la cara superior.
  • zyz ': rotación del cubo a lo largo del eje Z. El movimiento coincide con la rotación de la cara frontal.
  • x2, y2, z2: designaciones de dobles intersecciones en el eje especificado.

Además de las anotaciones generalmente aceptadas, los manuales de ensamblaje están llenos de jerga, los nombres de técnicas, técnicas, algoritmos, patrones y figuras en un cubo que son populares entre los speedcubers, etc. Las descripciones esquemáticas de algoritmos que usan solo flechas no son menos demandadas. Mientras más experiencia gane en resolver el rompecabezas, más fácil será comprender las descripciones y explicaciones, muchas cosas comienzan a percibirse de manera intuitiva.

  • Tapa - elementos de colores recogidos en un lado del cubo. Montar un rompecabezas es lo mismo que armar las seis tapas.
  • Cinturón - elementos de colores adyacentes al encabezado. La tapa se puede ensamblar de modo que el cinturón consista en fragmentos de colores dispares, es decir, los elementos de esquina y costilla no estén en su lugar.
  • Cruz: una figura en un sombrero de cinco fragmentos del mismo color. El ensamblaje a menudo comienza con la construcción de una cruz. No hay una guía clara. Este paso permite la mayor libertad de acción y requiere un poco de reflexión. Cuando la cruz está lista, queda por seguir los algoritmos aprendidos.
  • Voltear: girando una esquina o borde en un lugar relativo al centro, esta acción requiere el uso de algoritmos especiales.

Esquemas y etapas de ensamblar rompecabezas para principiantes

Los esquemas para principiantes lo ayudarán a aprender y salvar sus nervios al recopilar un cubo irremediablemente enredado, sentir la lógica de los movimientos y resolver los algoritmos más simples.

Antes de realizar cualquier acción, debe examinar el cubo. En las competiciones, la "preinspección" lleva 15 segundos. Durante este tiempo, debe encontrar elementos del mismo color, que se recogerán en un "sombrero" en la primera etapa. Tradicionalmente, comienzan desde el lado blanco, es decir, la mayoría de los manuales asumen que U es blanco. Los speedcubers "multicolores" pueden comenzar a ensamblarse desde cualquier dirección, reconstruyendo mentalmente todos los algoritmos listos para usar.

Cubo de Rubik 2x2

El "mini cubo" consta de 8 elementos de esquina. En la primera etapa, se recoge una capa de cuatro esquinas. En la segunda etapa, las esquinas restantes se colocan en sus lugares, mientras que se pueden voltear, es decir, los elementos de color no estarán en sus caras. Queda por desplegarlos en el lado derecho.

  • El algoritmo "bang-bang" le permite mover el elemento de esquina y orientarlo correctamente. Si realiza esta secuencia de acciones seis veces seguidas, el cubo volverá a su posición original. Por lo tanto, si el cubo se mezcla, debe aplicarlo de 1 a 5 veces para configurar el elemento correctamente. Registro de algoritmo: RUR’U ’.
  • Cuando se ensambla una capa, es necesario girar el cubo con la segunda capa hacia arriba. Moviendo esta capa en cualquier dirección, coloque una de las esquinas en su lugar. A continuación, se aplica un algoritmo que le permite intercambiar dos elementos adyacentes: las esquinas derecha e izquierda de la cara frontal. La secuencia de acciones es la siguiente: URU’L’UR’U’LU.
  • Cuando todas las esquinas están en su lugar, se voltean (voltean) usando el algoritmo "bang-bang". En este punto, es importante no interceptar el cubo.

Cómo recoger un cubo de Rubik 3x3

  1. Construya una "cruz blanca" juntando 4 bordes con pegatinas blancas alrededor del centro blanco.
  2. Combine los centros de color de los lados R, L, U, D con los bordes coincidentes de la "cruz blanca".
  3. Coloca las esquinas en su lugar con pegatinas blancas. Usando el algoritmo R’D’RD, repetido hasta cinco veces, las esquinas girarán a la posición correcta.
  4. Para colocar los bordes de la capa intermedia, debe interceptar el cubo - y2. Seleccione costilla sin pegatina amarilla. Combínalo con el centro, combinando el color en un lado. Usando fórmulas, cambie el borde a la capa intermedia: el borde cae a la izquierda: U’L’ULUFU’F ’. El borde cae a la derecha: URU’R’U’F’UF.Si un elemento está en su lugar pero gira incorrectamente, estos algoritmos se usan nuevamente para moverlo a la tercera capa y reinstalarlo.
  5. Sin interceptar el cubo, recoja la cruz amarilla en la tapa de la tercera capa, repitiendo el algoritmo: FRUR’U’F ’.
  6. Combine los bordes de la última capa con los centros laterales correctamente, como se hizo para la primera cruz. Dos costillas caen fácilmente en su lugar. Los otros dos tendrán que ser intercambiados.Si están uno contra el otro: RUR’URU2R ’. Si está en lados adyacentes: RUR’URU2R’U.
  7. Coloque las esquinas de la última cara en las posiciones correctas. Si ninguno de ellos está en el lugar correcto, aplique la fórmula URU’L’UR’U’L. Uno de los elementos se mantendrá correctamente. Para interceptar el cubo en este ángulo hacia sí mismo, será la esquina superior derecha en el borde frontal. Mueva las esquinas restantes en sentido antihorario a URU’L’UR’U’L o, por el contrario, U’L’URU’LUR ’. En esta etapa, todos los sitios recopilados serán reconstruidos, parece que algo salió mal. Es importante asegurarse de que el dado no se mueva y que el centro de F no se mueva en relación con el usuario. La combinación de movimientos debe repetirse hasta 5 veces.
  8. Es posible que necesite expandir los elementos de las esquinas alineando los fragmentos de color con el resto de las caras correctamente. Para expandirlos (voltearlos), se utiliza la primera fórmula: R’D’RD. Es importante no interceptar el cubo para que F y U no cambien.

Cubo de Rubik 4x4

Los rompecabezas con más de tres elementos en un borde implican un número mucho mayor de combinaciones.

Especialmente difíciles son las opciones "pares", ya que no tienen un centro rígidamente fijo que ayude a navegar el rompecabezas clásico.

Para 4 * 4 * 4, son posibles aproximadamente 7,4 * 1045 posiciones de elementos. Por lo tanto, fue llamado "La venganza de Rubik" o Master Cube.

Designaciones adicionales de las capas internas:

  • f - frontal interno;
  • b - interior trasero;
  • r es el derecho interno;
  • l - interior izquierdo.

Opciones de montaje: capa por capa, desde esquinas o fundición a 3 * 3 * 3. El último método es el más popular. Primero, se recogen cuatro elementos centrales en cada cara. Luego se ajustan los pares de costillas y, finalmente, se establecen los ángulos.

  • Al recolectar elementos centrales, uno debe recordar qué colores se contrastan en pares. Algoritmo para intercambiar elementos de los cuatro medios: (Rr) U (Rr) ’U (Rr) U2 (Rr)’ U2.
  • Al ensamblar las costillas, solo las caras externas giran. Algoritmos: (Ll) ’U’ R U (Ll); (Ll) 'U' R2 U (Ll); (Ll) 'U' R 'U (Ll); (Rr) U L U ’(Rr)’; (Rr) U L2 U '(Rr)'; (Rr) U L 'U' (Rr) '. En la mayoría de los casos, las costillas se pueden ensamblar de forma intuitiva. Cuando solo quedan dos elementos de borde: (Dd) R F 'U R' F (Dd) '- para establecerlos uno al lado del otro, U F' L F 'L' F U '- para intercambiarlos.
  • A continuación, se aplican fórmulas de cubo 3 * 3 * 3 para la permutación y la rotación de las esquinas.

Los casos complejos que requieren una solución especial son las paridades. Sus fórmulas no resuelven el problema, pero eliminan elementos de una situación de punto muerto, lo que lleva el rompecabezas a una forma resuelta por algoritmos estándar.

  • Dos elementos de costilla adyacentes en la orientación incorrecta: r2 B2 U2 l U2 r 'U2 r U2 F2 r F2 l' B2 r2.
  • Pares opuestos de elementos de costilla en la orientación incorrecta: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.
  • Pares de elementos de costilla uno frente al otro en la orientación incorrecta: F ’U’ F r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2 F ’U F.
  • Las esquinas de la última capa están fuera de lugar: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.

Ensamblaje de rompecabezas rápido 5x5

El montaje es para darle un aspecto clásico. Primero, se recogen 9 fragmentos centrales en cada tapa y tres elementos de costilla. La última etapa es la disposición de los ángulos.

Notación adicional

  • u es la cara superior interna;
  • d es el límite inferior interno;
  • e es la línea interna entre el superior y el inferior;
  • (dos caras entre paréntesis) - rotación simultánea.

El ensamblaje de los elementos centrales es más fácil que en el caso anterior, ya que hay pares de colores rígidamente fijos.

  • En la primera etapa, pueden surgir dificultades si necesita intercambiar elementos en caras adyacentes. Si están separados por un elemento de borde: (Rr) U (Rr) "U (Rr) U2 (Rr)". Si se encuentran en las capas centrales internas: (Rr) ’F’ (Ll) ’(Rr) U (Rr) U’ (Ll) (Rr) ’.
  • La combinación de elementos de costilla es intuitiva, no afecta a los centros recolectados: (Ll) ’U L’ U ’(Ll); (Ll) 'U L2 U' (Ll); (Rr) U 'R U (Rr)'; (Rr) U 'R2 U (Rr)'. La complejidad es solo el ensamblaje de los dos últimos bordes.

Fórmulas de paridad:

  • intercambie elementos en las capas uyd en los bordes de una cara: (Dd) R F ’U R’ F (Dd) ’;
  • intercambie los elementos de borde ubicados en la capa intermedia en una cara: (Uu) 2 (Rr) 2 F2 u2 F2 (Rr) 2 (Uu) 2;
  • despliegue estos elementos en sus lugares, es decir, voltee: e R F ’U R’ F e ’;
  • despliegue en su lugar el elemento de costilla de la capa intermedia: (Rr) 2 B2 U2 (Ll) U2 (Rr) ’U2 (Rr) U2 F2 (Rr) F2 (Ll)’ B2 (Rr) 2;
  • intercambiar elementos en la capa lateral en una cara: (Ll) ’U2 (Ll)’ U2 F2 (Ll) ’F2 (Rr) U2 (Rr)’ U2 (Ll) 2;
  • voltear simultáneamente tres costillas en su lugar: F ’L’ F U ’o U F’ L.

La última tarea es organizar las esquinas de acuerdo con el principio de un cubo clásico.

La forma más rápida Método Jessica Friedrich

Aquellos que ya han aprendido a resolver el rompecabezas en 1 a 2 minutos, es decir, pueden realmente ensamblar rápidamente el cubo de Rubik, llegar a una comprensión fundamentalmente nueva del problema. La aceleración mecánica en cierta etapa se vuelve imposible. Se necesitan algoritmos y técnicas especiales para reducir el tiempo de búsqueda de soluciones.

La estratificación de la versión clásica para acelerar el proceso se reduce a cuatro tareas:

  • cruz inicial en un sombrero;
  • montaje simultáneo de la primera y segunda capas;
  • último sombrero
  • cinturón de la tercera capa.

La dificultad es que debes aprender y tener en cuenta 119 fórmulas compiladas por la autora del método, Jessica Friedrich. Los grupos de algoritmos F2L, OLL, PLL para cada etapa describen todas las combinaciones posibles de la disposición de elementos, giros y permutaciones necesarias para trabajar con pares de bordes y ángulos.

El método le permite resolver el rompecabezas en menos de 20 segundos.

Cómo recoger un cubo de Rubik con los ojos cerrados

Se han desarrollado técnicas especiales para facilitar esta tarea. Uno de los populares entre los speedcubers es el antiguo método de Pochmann.

El ensamblaje se lleva a cabo no en capas, sino en grupos de elementos: primero todos los bordes, luego las esquinas.

Rib RU - tampón. Usando algoritmos especiales, el cubo que ocupa esta posición se mueve a su lugar. El elemento que lo reemplazó en la posición RU se mueve nuevamente, y así sucesivamente, hasta que todos los bordes estén en su lugar. Haz lo mismo con las esquinas. Una característica de los algoritmos de ensamblaje ciego es que le permiten mover un elemento sin mezclar el resto.

En el proceso de montaje ciego, el cubo no se da vuelta para no confundirse.

Antes de continuar con el ensamblaje, el cubo es "recordado". Mentalmente crea una cadena a lo largo de la cual se moverán los elementos. A cada pegatina se le asigna su propia letra del alfabeto. Para bordes y esquinas, el speedcuber es un alfabeto separado. El cubo mixto de Rubik se recuerda como una secuencia de letras. La etiqueta superior en el cubo del búfer es la primera letra, la etiqueta que ocupa el lugar que le corresponde es la segunda y así sucesivamente. Para simplificar, las palabras se componen de una secuencia de letras y las oraciones se componen de palabras.

¿Quién posee el récord del ensamblaje de cubos de Rubik más rápido?

El australiano Felix Zemdegs actualizó dos veces el récord mundial para ensamblar el clásico Cubo de Rubik en 2018. A principios de año, el mejor tiempo se registró durante 4,6 segundos, en mayo el rompecabezas se resolvió en 4, 22 segundos.

El atleta de 22 años posee varios récords actuales más 2015-2017:

  • 4x4x4 - 19.36 segundos;
  • 5x5x5 - 38.52 segundos;
  • 6x6x6 - 1: 20.03 minutos;
  • 7x7x7 - 2: 06.73 minutos;
  • megaminx - 34.60 segundos;
  • con una mano - 6.88 segundos.

El registro del robot registrado en el Libro Guinness de los Registros es de 0.637 segundos. Ya existe un modelo existente que puede ensamblar un cubo en 0.38 segundos. Sus desarrolladores son los estadounidenses Ben Katz y Jared Di Carlo.

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