Kako prikupiti Rubikovu kocku: shema za početnike

Zagonetka, izmišljena kao vizualno sredstvo algebarske teorije, odjednom je očarala cijeli svijet. Desetljećima se ljudi daleko od više matematike žestoko kockaju oko složenog i fascinantnog zadatka. Čarobna kocka sjajan je alat za razvijanje logičkog razmišljanja i pamćenja. Oni koji su se prvi pitali kako prikupiti Rubikovu kocku, dijagrami i komentari pomoći će u podržavanju entuzijazma i možda će otkriti svijet speedbubinga.

Tajne izgradnje Rubikove kocke: elementi, dijelovi, ključni pojmovi

Šest lica slagalice imaju određene boje i redoslijed njihova rasporeda, patentirao ih je izumitelj. Mnogobrojni laži često otkrivaju sebe neobičnim bojama ili svojim položajem u odnosu jedan prema drugome. Sheme i opisi učenja uvijek koriste standardne sheme boja. Početnicima je prilično lako zbuniti se u objašnjenjima ako koristite kocku s drugačijom shemom boja.

Boje suprotnih lica: bijela - žuta, zelena - plava, crvena - narančasta.

Svaka se strana sastoji od nekoliko kvadratnih elemenata. Po njihovom broju razlikuju se vrste Rubikove kocke: 3 * 3 * 3 (prva klasična verzija), 4 * 4 * 4 (tzv. „Rubikova osveta“), 5 * 5 * 5 i tako dalje.

Prvi model, koji je sastavio Erno Rubik, sastojao se od 27 drvenih kockica, jednako obojenih u šest boja i složenih jedna na drugu. U roku od mjesec dana izumitelj ih je pokušao grupirati tako da su lica velike kocke sastavljena od kvadrata iste boje. Razvoj mehanizma koji je držao sve elemente zajedno trajao je još više vremena.

Moderna Rubikova kocka klasičnog dizajna sastoji se od sljedećih elemenata:

• Središta su dijelovi koji su nepomični jedan prema drugom, fiksirani na osi rotacije kocke. Oni se suočavaju s korisnikom sa samo jednom oslikanom stranom. Zapravo, šest središta čine zrcalne parove u shemi boja.
• Rebra su pokretni elementi. Korisnik vidi dvije obojene strane na svakom rubu. Kombinacije boja su također standardne ovdje.
• Uglovi - osam pomičnih elemenata smještenih na vrhovima kocke. Svaki od njih ima tri obojene strane.
• Mehanizam za pričvršćivanje je križ od tri kruto fiksirane osi. Postoji alternativni mehanizam sličan sferi. Koristi se u kockama velike brzine ili s više elemenata. Konstrukcija kockica s ravnomjernim brojem elemenata na licima posebno je komplicirana - to je sustav međusobno povezanih mehanizama klika, ponekad kombiniran s križem. Postoje magnetski zupčanici za profesionalne brzinske kocke.

Igra s Rubikovom kockom je da se pomoću pomičnog mehanizma obojeni elementi na licima preuređuju i pokušaju sastaviti u izvornom redoslijedu.

Ljubitelji puzzle natjecaju se u rješenju vremena. Pored stručnosti ruku, za to je potrebno proučiti, zapamtiti i dovesti do automatizma stotine kombinacija obojenih elemenata i akcija s njima. Ovaj neobični sport naziva se speedcubing.

Turniri u speedcubersu održavaju se redovito, a rekordi se ažuriraju. Stalno se otvaraju novi horizonti za postignuća. U sklopu turnira održavaju se natjecanja za slijepo sklapanje, s jednom rukom, nogama i tako dalje.

Najnoviji hobi je skupljanje pasijansa (uzoraka) na kocki.

Struktura Rubikove kocke i nazivi rotacija

Kako bismo opisali manipulaciju slagalicom, zapišite sheme odlučivanja, pokrete elemenata međusobno i upravo radi praktičnosti komunikacije, stvoren je jezik rotacije. To je slovna oznaka za svako lice i načine njegove rotacije.

Strane slagalice su napisane velikim slovom.

U priručnicima na ruskom jeziku za sastavljanje Rubikove kocke koristite početna slova iz ruskih imena:

• F - s "fasade";
• T - od "straga";
• P - s "desne strane";
• L - s lijeve strane;
• B - od vrha;
• N - od "dna".

Međunarodna zajednica koristi početna slova imena lica na engleskom.

Oznake koje je prihvatila WCA (World Cube Association):

• R - s desna;
• L - s lijeve strane;
• U - od gore;
• D - odozdo;
• F - s prednje strane;
• B - s leđa.

Centralni element naziva se istim kao lice (R, D, F i tako dalje).

Rub je u susjedstvu s dva lica, ime se sastoji od dva slova (FR, UL i tako dalje).

Kut, odnosno, opisan je s tri slova (na primjer, FRU).

Skupine elemenata koji čine srednje slojeve između lica također imaju svoja vlastita imena:

• M (od sredine) - između R i L.
• S (od stajanja) - između F i B.
• E (iz ekvatorijalnog) - između U i D.

Rotacija lica opisana je slovima koja imenuju lica i dodatne ikone.

• Apostrof "" "znači da se lice ili sloj okreću u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.
• Broj 2 označava ponavljanje pokreta.

Moguće radnje s licem, na primjer, s pravom:

• R - rotacija u smjeru kazaljke na satu;
• R '- rotacija u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.
• R2 je dvostruki zavoj, bez obzira u kojem smjeru, jer lice ima samo četiri moguća položaja.

Da biste odredili na koji ćete način okrenuti lice, trebate predstaviti brojčanik sata na njemu i voditi se pokretom zamišljene ruke.

Rotacija suprotnih lica "u smjeru kazaljke na satu" dobiva se kontra.

Pokreti srednjih slojeva vezani su za vanjska lica:

• Sloj M rotira u istim smjerovima kao i L.
• Sloj S je nalik F.
• Sloj E - poput D.

Druga važna oznaka "w" je istodobna rotacija dvaju susjednih slojeva. Na primjer, Rw je istodobna rotacija R i M.

Zavoji cijele kocke nazivaju se presretani. Izvode se u tri ravnine, to jest duž tri koordinatne osi: X, Y, Z.

• x i x 'su rotacije cijele kocke u obliku osi X. Pokreti se podudaraju s okretima desne strane.
• y i y 'su rotacije kocke duž osi Y. Pokreti se podudaraju s rotacijama gornjeg lica.
• z i z '- rotacija kocke duž osi Z. Pokret se podudara s rotacijom frontalnog lica.
• x2, y2, z2 - oznake dvostrukih presretanja na specificiranoj osi.

Osim opće prihvaćenih oznaka, priručnici za montažu puni su sleng, nazive tehnika, tehnika, algoritama, uzoraka i figura na kocki koji su popularni među brzinama i tako dalje. Shematski opis algoritama koji koriste samo strelice nisu manje potraženi. Što više iskustva stekne rješavanje zagonetke, lakše je razumjeti opise i objašnjenja, mnoge se stvari počinju shvaćati intuitivno.

• Elementi u boji kape sakupljeni na jednoj strani kocke. Sastavljanje slagalice isto je kao i sastavljanje svih šest kape.
• Elementi u boji pojasa koji se nalaze uz naslov. Kapica se može sastaviti tako da se remen sastoji od različitih fragmenata u boji, odnosno da kutni i rebrni elementi nisu na svom mjestu.
• Križ - lik na šeširu od pet ulomaka iste boje. Sastavljanje često započinje gradnjom križa. Ne postoji jasan vodič. Ovaj korak omogućuje najveću slobodu djelovanja i zahtijeva malo razmišljanja. Kad je križ spreman, ostaje slijediti naučene algoritme.
• Okretanje - okrećući ugao ili rub na jednom mjestu u odnosu na središte, ova radnja zahtijeva uporabu posebnih algoritama.

Sheme i faze sastavljanja zagonetki za početnike

Sheme za početnike pomoći će vam da naučite i uštedite živce prikupljanjem beznadežno zapletene kocke, osjetite logiku pokreta i razradite najjednostavnije algoritme.

Prije nego što izvodite bilo koju radnju, morate ispitati kocku. U natjecanjima "pre-inspekcija" traje 15 sekundi. Za to vrijeme morate pronaći elemente iste boje koji će se u prvoj fazi prikupljati u “šeširu”. Tradicionalno, počinju s bijele strane, to jest većina priručnika pretpostavlja da je U bijelo. Brzokeri s višebojnim bojama mogu započeti s sastavljanjem iz bilo kojeg smjera, mentalno obnavljajući sve gotove algoritme.

Rubikova kocka 2x2

"Mini kocka" sastoji se od 8 elemenata s kutom. U prvoj fazi sakuplja se jedan sloj od četiri ugla. U drugoj fazi - preostali kutovi se postavljaju na svoja mjesta, dok se mogu okrenuti naopako, to jest, obojeni elementi neće biti na njihovim licima. Ostaje im rasporediti desnu stranu.

• Algoritam „prasak-prasak“ omogućuje vam da pomaknete ugaoni element i pravilno ga usmjerite. Ako ove korake radite šest puta zaredom, kocka će se vratiti u prvobitni položaj. Dakle, ako se kocka miješa, morate je primijeniti od 1 do 5 puta da biste pravilno postavili element. Zapis algoritma: RUR'U '.
• Kad se jedan sloj sastavi, trebate okrenuti kocku s drugim slojem. Pomičući ovaj sloj u bilo kojem smjeru, postavite jedan od uglova na njihovo mjesto. Zatim se primjenjuje algoritam koji vam omogućuje da zamijenite dva susjedna elementa - desni i lijevi kut prednjeg lica. Slijed radnji je sljedeći: URULLURA.
• Kad su svi uglovi na mjestu, oni se okreću (okretom) pomoću algoritma "prasak-prasak". U ovom je trenutku važno ne presresti kocku.

Kako sakupljati Rubikovu kocku 3x3

1. Izgradite "bijeli križ" sakupljajući 4 ruba s bijelim naljepnicama oko bijelog središta.
2. Kombinirajte središta boja strana R, L, U, D s odgovarajućim rubovima "bijelog križa".
3. Postavite kutove na svoje mjesto s bijelim naljepnicama. Pomoću algoritma R'DRD, ponovljenog do pet puta, uglovi će se pomaknuti u pravilan položaj.
4. Da biste postavili rubove srednjeg sloja, morate presresti kocku - y2. Odaberite rebro bez žute naljepnice. Kombinirajte ga s središtem, podudarajući se u boji na jednoj strani. Pomoću formule prebacite rub na srednji sloj: rub pada ulijevo: U'L'ULUFU'F '. Rub pada na desnu stranu: URU'R'UF'UF.Ako je element na svom mjestu, ali pogrešno zakrenut, ovi se algoritmi ponovo koriste za premještanje u treći sloj i ponovnu instalaciju.
5. Bez presretanja kocke, prikupite žuti križ na kapici trećeg sloja, ponavljajući algoritam: FRUR'UFF.
6. Ispravno kombinirajte rubove posljednjeg sloja sa bočnim središtima, kao što je učinjeno za prvi križ. Dva rebra lako padaju na svoje mjesto. Ostala dva morat će se zamijeniti.Ako su nasuprot jedni drugima: RUR'URU2R '. Ako na susjednim stranama: RUR´URU2R´U.
7. Namjestite kutove posljednjeg lica na ispravne položaje. Ako nijedan od njih nije na pravom mjestu, primijenite URU’L’UR’LL formulu. Jedan od elemenata stajat će ispravno. Za presijecanje kocke pod tim kutom prema sebi, bit će to gornji desni na frontalnom rubu. Preostale kutove pomaknite u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, do URU’L’UR’LL ili, obrnuto, U’L’URU’LUR´. U ovoj fazi će se sva prikupljena mjesta obnoviti, čini se da je nešto pošlo po zlu. Važno je osigurati da se matrica ne prevrne i središte F ne pomiče u odnosu na korisnika. Kombinacija poteza mora se ponoviti do 5 puta.
8. Možda ćete trebati proširiti elemente ugla ispravnim poravnavanjem fragmenata u boji s ostatkom lica. Da biste ih proširili (preokrenuli), upotrebljava se prva formula: R'D'RD. Važno je ne presijecati kocku kako se F i U ne mijenjaju.

Rubikova kocka 4x4

Slagalice s više od tri elementa na rubu uključuju mnogo veći broj kombinacija.

Osobito su teške "ravnomjerne" mogućnosti jer nemaju kruto fiksno središte koje pomaže kretanju klasičnom zagonetkom.

Za 4 * 4 * 4 mogući su oko 7,4 * 1045 položaja elemenata. Stoga su ga zvali "Rubikova osveta" ili Majstor Kocka.

Dodatne oznake unutarnjih slojeva:

• f - unutarnji frontalni;
• b - unutarnji stražnji dio;
• r je unutarnja desnica;
• l - unutarnja lijeva.

Opcije montaže: sloj po sloj, iz uglova ili lijevanjem u 3 * 3 * 3. Potonja metoda je najpopularnija. Prvo se na svakom licu prikupljaju četiri središnja elementa. Zatim se namještaju parovi rebara i, na kraju, postavljaju se kutovi.

• Prilikom prikupljanja središnjih elemenata, morate se sjetiti koje su boje u paru suprotstavljene. Algoritam za zamjenu elemenata iz srednje četiri: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)' U2.
• Kod sastavljanja rebara, okreću se samo vanjska lica. Algoritmi: (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) '. U većini slučajeva rebra se mogu sastaviti intuitivno. Ako su preostala samo dva rubna elementa: (Dd) R F 'U R' F (Dd) '- da biste ih postavili jedan pored drugog, U F' L F 'L' F U '- da biste ih zamijenili.
• Zatim se za permutaciju i rotaciju uglova primjenjuju formule kocke 3 * 3 * 3.

Složeni slučajevi koji zahtijevaju posebno rješenje su paritete. Njihove formule ne rješavaju problem, već izbacuju elemente iz mrtve situacije, dovodeći zagonetku u oblik riješen standardnim algoritmima.

• Dva susjedna rebrna elementa u pogrešnoj orijentaciji: r2 B2 U2 l U2 r 'U2 r U2 F2 r F2 l' B2 r2.
• Suprotni parovi rebrastih elemenata u pogrešnoj orijentaciji: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.
• Parovi rebrastih elemenata okrenuti jedan prema drugom u pogrešnoj orijentaciji: F 'U' F r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2 F 'U F.
• Kutovi zadnjeg sloja nisu na mjestu: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.

5x5 brzo sastavljanje puzzle

Sastavljanje je dovesti u klasični izgled. Prvo, prikupljeno je 9 središnjih fragmenata na svakoj kapici i tri elementa rebra. Posljednja faza je poravnavanje kutova.

Dodatne oznake:

• u je unutarnji gornji dio lica;
• d je unutarnja donja granica;
• e je unutarnja linija između gornje i donje;
• (dva lica u zagradama) - istodobna rotacija.

Sastavljanje središnjih elemenata je lakše nego u prethodnom slučaju, budući da postoje kruti fiksni parovi boja.

• U prvoj fazi mogu se pojaviti poteškoće ako trebate zamijeniti elemente na susjednim licima. Ako su razdvojeni jednim rubnim elementom: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)'. Ako se nalaze na unutarnjim središnjim slojevima: (Rr) 'F' (Ll) '(Rr) U (Rr) U' (Ll) (Rr) '.
• Kombinacija rebrastih elemenata je intuitivna, ne utječe na prikupljene centre: (Ll) 'U L' U '(Ll); (Ll) 'U L2 U' (Ll); (Rr) U'R U (Rr) '; (Rr) U 'R2 U (Rr)'. Složenost je samo sklapanje posljednja dva ruba.

Formule pariteta:

• zamijenite elemente u slojevima u i d na rubovima lica: (Dd) R F 'U R' F (Dd) ';
• zamijenite rubne elemente koji se nalaze u srednjem sloju na jednom licu: (Uu) 2 (Rr) 2 F2 u2 F2 (Rr) 2 (Uu) 2;
• rasporedite te elemente na njihova mjesta, tj. preokrenite: e R F 'U R' F e ';
• na mjesto stavite rebrni element srednjeg sloja: (Rr) 2 B2 U2 (Ll) U2 (Rr) 'U2 (Rr) U2 F2 (Rr) F2 (Ll)' B2 (Rr) 2;
• zamijenite elemente u bočnom sloju na jednom licu: (Ll) 'U2 (Ll)' U2 F2 (Ll) 'F2 (Rr) U2 (Rr)' U2 (Ll) 2;
• okrenite istovremeno tri rebra na mjestu: F 'L' F U 'ili U F' L.

Posljednji zadatak je uređivanje uglova prema principu klasične kocke.

Najbrži način. Jessica Friedrich metoda

Oni koji su već naučili riješiti zagonetku u 1-2 minute, odnosno stvarno mogu brzo sastaviti Rubikovu kocku, doći će do potpuno novog razumijevanja problema. Mehaničko ubrzanje u određenoj fazi postaje nemoguće. Za smanjenje vremena pretraživanja rješenja potrebni su posebni algoritmi i tehnike.

Slojevita klasična inačica za ubrzanje postupka svodi se na četiri zadatka:

• početni križ na jednom šeširu;
• istodobna montaža prvog i drugog sloja;
• zadnji šešir;
• pojas trećeg sloja.

Poteškoća je u tome što morate naučiti i imati na umu 119 formula koje je sastavila autorica metode, Jessica Friedrich. Skupine algoritama F2L, OLL, PLL za svaku fazu opisuju sve moguće kombinacije rasporeda elemenata, zavoja i permutacija potrebnih za rad s parovima rubova.

Metoda vam omogućuje da riješite zagonetku u manje od 20 sekundi.

Kako sakupljati Rubikovu kocku zatvorenih očiju

Da bi se olakšao ovaj zadatak, razvijene su posebne tehnike. Jedna od popularnih među brzinama je stara Pochmannova metoda.

Montaža se provodi ne u slojevima, već u skupinama elemenata: najprije svi rubovi, a zatim uglovi.

Rebra RU - tampon. Pomoću posebnih algoritama kocka koja zauzima ovaj položaj pomiče se na svoje mjesto. Element koji ga je zamijenio u položaju RU ponovno se pomiče, i tako dalje, sve dok svi rubovi ne postanu na svoje mjesto. Učinite isto s uglovima. Značajka algoritama za slijepo sklapanje je ta što vam omogućuju pomicanje elementa bez miješanja ostatka.

U postupku slijepog sastavljanja, kocka se ne prevrće kako se ne bi zbunili.

Prije nego što nastavite s montažom, kocka se "sjeća". Mentalno stvara lanac duž kojeg će se elementi kretati. Svakoj naljepnici dodijeljeno je vlastito slovo abecede. Za rubove i za uglove, speedcuber je zasebna abeceda. Pomiješana Rubikova kocka pamti se kao niz slova. Gornja naljepnica na međuspremnoj kocki je prvo slovo, naljepnica koja zauzima svoje pravo mjesto je drugo i tako dalje. Radi jednostavnosti, riječi se sastoje od niza slova, a rečenice su od riječi.

Tko posjeduje rekord za najbržu Rubikovu kocku

Australac Felix Zemdegs dvaput je ažurirao svjetski rekord u sastavljanju klasične Rubikove kocke u 2018. Početkom godine najbolje je vrijeme zabilježeno 4,6 sekundi, u svibnju je zagonetka riješena u 4, 22 sekunde.

22-godišnja sportašica posjeduje još nekoliko aktualnih rekorda 2015. - 2017.:

• 4x4x4 - 19,36 sekundi;
• 5x5x5 - 38,52 sekundi;
• 6x6x6 - 1: 20.03 minuta;
• 7x7x7 - 2: 06.73 minuta;
• megaminx - 34,60 sekundi;
• s jednom rukom - 6,88 sekundi.

Rekord robota zabilježen u Guinnessovoj knjizi rekorda iznosi 0,637 sekundi. Već postoji model koji može sastaviti kocku u 0,38 sekundi. Njegovi programeri su Amerikanci Ben Katz i Jared Di Carlo.