Rubikova kocka: shema montaže za početnike, korak po korak upute

Erne Rubik, kipar i arhitekt iz Mađarske, odlučio je izmisliti vizualni pomoć koji će pomoći njegovim učenicima da bolje razumiju matematičku teoriju grupa, ali čarobnu kocku toliko su se svidjeli znanstvenici različitih dobnih skupina da se zagonetka brzo proširila svijetom, što je svog izumitelja učinilo milijunašem. Dijagram montaže Rubikove kocke na prvi pogled djeluje nevjerojatno složeno, ali ako pažljivo proučite razvijene algoritme i zakoračite u princip montaže, tada će rješavanje zagonetke postati konkurencija brzini.

Struktura Rubikove kocke i nazivi rotacija

Bez osnovnih znanja o strukturi Rubikove kocke, bit će vrlo teško vratiti izvorni oblik ove slagalice, a da se čak i ne mučimo kako bi se natjecao u brzini njezina sastavljanja.

Uobičajenija kocka 3x3 sastoji se od 26 elemenata koji su zauzvrat podijeljeni na:

• središnji, nepokretni elementi koji imaju samo jednu boju i ne mijenjaju svoj položaj u odnosu jedni prema drugima, njih je samo 6;
• kostalan (ima ih 12). Dvobojni su i uvijek ostaju na bočnim zidovima, bez obzira na rotacije;
• kutni (8 elemenata), koji uvijek ostaju u kutovima kocke i obojeni su u 3 različite boje.

Postoji još jedan element u strukturi Rubikove kocke, skriven od naših očiju - ovo je križ na koji su pričvršćeni središnji elementi.

Ovisno o kapacitetu kocke određenih elemenata, može postojati različita količina ili će oni potpuno izostati.Na primjer, u slagalici 2x2 nalaze se samo kutne kocke i ima ih samo osam.

Šest lica kocke obojano je raznim bojama. Znakovito je da se koriste samo određene boje, a na križu pravilne Rubikove kocke raspoređene su u paru jedna protiv druge: bijela - žuta, crvena - narančasta, zelena - plava.

Da bi algoritmi za rješavanje prostornog problema zapisanog formulama postali jasni, morate naučiti općeprihvaćenu međunarodnu oznaku lica i njihove rotacije.

Ako uzmete kocku u ruke, tada se lice koje će biti okrenuto eruditu naziva prednja i označava se latiničnim slovom F, suprotna strana je stražnja (B), a lijeva (L), desna (R), gornja (U) i donja strana također su istaknute (D) aspekti.

Da biste naznačili rotaciju određenog lica za 90 ° u formulama za sastavljanje Rubikove kocke, navedite latinično slovo koje označava. Kod dvostrukog okretanja, kraj njega stoji broj 2. Ako je rotacija u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, u slovo se dodaje apostrof. Dakle, R ¢ znači da se desna strana mora jednom zakretati za 90 ° u smjeru suprotnom od kretanja u smjeru kazaljke na satu.

Tajne izgradnje Rubikove kocke: elementi, dijelovi, ključni pojmovi

Erne Rubik nad sastavljanjem slagalice koju je izmislio gomila se mjesec dana. Sada su za one koji odluče osvojiti čarobnu kocku razvijene mnoge metode.

Najpopularniji od njih:

• Za početnike - detaljan vodič koji razbija algoritam za rješavanje problema na sedam faza.
• Metoda Jessica Friedrich najpopularnija je metoda među obožavateljima brzog sastavljanja, iako na mnogo načina odjekuje algoritam za početnike.
• Intuitivna metoda Valerija Morozova. U potpunosti nedostaju bilo koje formule, njegova suština nije dati gotovo rješenje, već pomoći razumjeti strukturu kocke kako bi samostalno došli do rješenja zagonetke.

Da biste naučili sastaviti Rubikovu kocku, često se savjetuje da slagalicu prvo rastavite na odvojene elemente, a zatim ponovno sastavite. To će vam pomoći da bolje razumijete njegovu strukturu i brzo usvojite algoritme za odlučivanje.

Prije nego što krenete u razvoj određene tehnike sastavljanja kockica, trebali biste se upoznati s nekim pojmovima koji se često nalaze u algoritmima.

Uobičajeni križ je križ u kojem se rubovi ruba podudaraju s bojama središnjih elemenata na stranama, dok na gornjem licu tvori boju koja odgovara središnjem elementu.

Nepravilan križ razlikuje se od pravilnog po tome što se kocke koje na gornjem licu čine križ ne podudaraju s rubnim plohama elemenata bojom bočnih strana.

Ispravni parovi su parovi rubnih elemenata s odgovarajućim bojama na odgovarajućim licima koja se mogu postaviti istovremeno u prvom i drugom sloju slagalice.

Sheme i faze sastavljanja Rubikove kocke za početnike

U ovom trenutku postoji nekoliko opcija za mehaničku zagonetku koja se pojavila 1974. godine. To su kocke s različitim brojem elemenata koji čine lice, kao i slične zagonetke: Meffertova piramida i zmija, koja se sastoji od segmenata - pravilnih trokuta. Razmislite o redoslijedu redoslijeda i montaže različitih kubičnih varijacija.

Kako sakupljati Rubikovu kocku 2x2

Slagalica Rubik kapaciteta 2x2 također se naziva Mini-kocka. Iako se ova zagonetka pojavila nešto kasnije, postala je ne komplicirana, već lagana verzija klasične kocke. Znanstvenik početnik moći će savladati svoj sklop za samo 20-30 minuta.

Rješenje zagonetke uključuje samo tri faze:

1. Sastavljanje prvog sloja - trebate kombinirati elemente kocke tako da na donjem sloju svi budu iste boje, a njihova bočna lica odgovaraju bojama u parovima.
2. Raspored elemenata gornjeg sloja. U ovoj fazi trebate odrediti boju donjeg sloja. On nije jedini prisutan u donjem sloju. Zatim postavite kocke gornjeg reda u one kutove koji će odgovarati bojama na rubovima elementa, ali nije nužno da je boja na svom mjestu.
3. Rotacija elemenata gornjeg sloja - potrebno je zakretati kutne kocke u smjeru kazaljke na satu ili obrnuto, tako da postanu u ispravnim položajima, a Rubikova kocka će se sastaviti.

Da biste pravilno složili kocke donjeg i gornjeg sloja, koriste se sljedeće formule:

• izmjenjujući dijagonalne elemente - WWFWP'V'F ';
• preuređivanje susjednih elemenata - FVF'V'L'V'L.

Za pomicanje lica elementa:

• u smjeru kazaljke na satu - FN²F´P´N²P;
• u smjeru suprotnom od kazaljke na satu - P'N²PFN²F '.

3x3 slagalica

Za prikupljanje Rubikove kocke 3x3 potrebno je proći kroz sedam faza:

1. Sakupite ispravan križ u prvom sloju. Križ elemenata, koju boju prikupiti ne donosi nikakvu razliku, ali mnogi radije započinju s bijelom bojom.
2. Rasporedite uglove prvog sloja i sastavite se prvi red kocke.
3. Na njihova mjesta postavite rebra srednjeg reda, nakon ove faze prikupit će se dva sloja.
4. Sastavljanje ispravnog križa na donjem sloju.
5. Postavljanje kutnih elemenata na njihova mjesta, dok bi boja njihovih lica trebala odgovarati zauzetom kutu, ali ne mora nužno biti na mjestu.
6. Završna faza sastoji se u okretanju kutnih elemenata u ispravne položaje.

Prilikom sastavljanja slagalice važno je ne rotirati kocku u rukama kako se ne biste izgubili u rasporedu lica, koja je gore, desno, straga, lijevo ili sprijeda.

Rubikova kocka 4x4

Rješenje ove zagonetke, uprkos velikom kapacitetu, može se provesti u nekoliko koraka:

1. Sastavljanje centara - trebate staviti četiri elementa iste boje u središte svakog lica. Ovdje vrijedi obratiti pažnju da centri ove kocke nisu fiksni, odnosno, možete samostalno odabrati koja će boja biti suprotna kojoj.
2. Montaža rebara. U ovoj fazi trebate upariti rubna lica na njihovim mjestima. Ako se sve pravilno izvrši, nakon toga dobivamo kocku u kojoj će biti samo kutni elementi.
3. Izravnavanje i parnost ugla. Koristeći formule za Rubikovu kocku 3x3 i rotirajući samo vanjske rubove, možete u potpunosti sastaviti zagonetku. Istina, u ovoj fazi ne može sve biti tako glatko, mogu se pojaviti pariteti - situacije koje su nemoguće u kocki 3x3. Može se dogoditi da nakon njihova rješenja sklad gornjeg sloja malo uništi, nema se čega brinuti, algoritmi za klasičnu verziju zagonetke pomoći će da ih složite u potrebnom redoslijedu.

5x5 brzo sastavljanje puzzle

Veliki kapacitet slagalice ne utječe značajno na algoritam njezinog rješavanja, koraci će biti isti:

1. Prvo sakupljamo centre od devet središnjih kockica iste boje na svakom licu. Za provedbu ove faze uopće nije potrebno memoriranje formula, razumijevanje postupka uvelike će pojednostaviti zadatak pretvarajući ga u uobičajena mjesta.
2. Na njihovim mjestima skupljamo i sređujemo trostruke rebraste strane. Rješavajući ovaj problem, nije potrebno rotirati središnje slojeve, sve manipulacije trebaju se odvijati samo s vanjskim.
3. Ako se pokazalo da su prikupljeni svi rubovi, osim dva, koji se ne mogu zamijeniti, onda se ta situacija naziva paritet. Tek nakon njegovog rješavanja, možemo prijeći na završnu fazu montaže.

Najbrži način. Jessica Friedrich metoda

Ovu metodu brzog sastavljanja najčešće koriste brzi kuberi, ali ne preporučuje se početnicima kojima je bolje da nauče algoritam korak po korak da razumiju princip zagonetke.

Da biste savladali metodu Jessice Friedrich, morat ćete zapamtiti čak 119 (!) Algoritama koji će se koristiti u sljedećim koracima:

1. Rasporedom elemenata u ispravnom križu na početnoj strani, u prosjeku se ovaj problem može riješiti u sedam poteza.
2. Vraćanje položaja elemenata prvog i drugog sloja raspoređivanjem četiri para bočnih kutova. Da biste svaki par stavili na odgovarajuću stranu, također trebate napraviti u prosjeku sedam poteza.
3. Orijentacija preostalog nesklopljenog sloja kada su rubovi i uglovi okrenuti tako da izgledaju prema boji zadnjeg lica. Da biste riješili taj problem, morate savladati pedeset i sedam permutacija.
4. Pomicanje elemenata u zadnjem sloju, za koje morate svladati još 21 algoritma. Prema prosječnim procjenama, metoda Jessice Friedrich omogućava rješavanje slagalice 3x3 u 56 poteza.

Kako sakupljati Rubikovu kocku zatvorenih očiju

Ako su vaše vještine dovoljne za stabilne rezultate rješavanjem Rubikove kocke s otvorenim očima u jednoj minuti, možete svladati novi korak - slijepo sklapanje. Ovdje nije do izražaja riječ o zagonetki kao takvoj, već o sjećanju rasporeda preuređenih elemenata na licima.

Dakle, u natjecanjima za speedububing, vrijeme slijepog sastavljanja uključuje ne samo vrijeme za izravnu manipulaciju kockom, već i vrijeme da se ispita.

Speedcuberi se često sjećaju metode Rimske sobe, koja se naziva i Palača ili Ciceronov put. Suština metode je da se soba ili dobro poznati put kreira u mašti, a koncepti (u našem slučaju mjesto elemenata zagonetke) vežu za predmete u sobi ili uz cestu. Zatim, dok rješavate zagonetku, ostaje samo prošetati poznatom cestom (ili sobi) i postavljati elemente na svoja mjesta.

Ne biste se trebali uznemiriti ako prvi put ne uspijete prikupiti Rubikovu kocku zavezane na oči, jer čak i uz upotrebu osjećaja dodira, praktički nitko ne uspijeva riješiti taj problem bez prvog treniranja.

Tko posjeduje rekord najbržeg sastavljanja

Da biste brzo sastavili Rubikovu kocku, ne morate samo majstorski savladati algoritme za pomicanje komada puzzle na željene položaje. To također zahtijeva majstorski spretnost i brzinu ruku.

Za one koji su se odlučili sastaviti ovu zagonetku prvi put, može potrajati nekoliko sati do nekoliko dana, ali Australac Felix Zemdegs 2016. godine riješio je ovaj prostorni problem u samo 4,73 sekunde. Ovaj se rezultat čini impresivan, samo što nije ograničenje brzine ljudskog mozga i ruku, budući da je već 2017. zabilježeno novo ostvarenje američkog petnaestogodišnjeg tinejdžera Patricka Ponsa. Samo mu je bilo 4,69 sekundi.

Sada je došlo vrijeme da uzmemo dah i otkrijemo što i tko posjeduje rekord za brzu montažu Rubikove kocke. Isti Felix Zemdegs u 2018. godini oborio je ne samo svoj rekord, već i američkog mladog znanstvenika, slažući zagonetku u 4,22 sekunde.