Kā savākt Rubika kubu: shēma iesācējiem

Puzle, kas izgudrota kā vizuāls palīglīdzeklis algebriskajai teorijai, pēkšņi aizrauj visu pasauli. Tagad gadu desmitiem ilgi cilvēki, kas atrodas tālu no augstākās matemātikas, nikni spēlē azartspēles sarežģītā un aizraujošā uzdevumā. Magic Cube ir lielisks rīks loģiskās domāšanas un atmiņas attīstīšanai. Tie, kas vispirms domāja, kā savākt Rubika kubu, diagrammas un komentārus, palīdzēs atbalstīt entuziasmu un, iespējams, atklāt ātrumkubinga pasauli.

Rubika kuba celtniecības noslēpumi: elementi, detaļas, galvenie jēdzieni

Puzles sešām sejām ir noteiktas krāsas un to izkārtojuma secība, kuru patentējis izgudrotājs. Daudzi viltojumi bieži atklāj sevi kā neparastu krāsu vai savu stāvokli attiecībā pret otru. Mācību shēmās un aprakstos vienmēr tiek izmantotas standarta krāsu shēmas. Iesācējiem ir diezgan viegli sajaukt skaidrojumus, ja izmantojat kubu ar atšķirīgu krāsu shēmu.

Pretējo seju krāsas: balta - dzeltena, zaļa - zila, sarkana - oranža.

Katra puse sastāv no vairākiem kvadrātveida elementiem. Pēc skaita tiek izdalīti Rubika klucīšu veidi: 3 * 3 * 3 (pirmā klasiskā versija), 4 * 4 * 4 (tā sauktā “Rubika atriebība”), 5 * 5 * 5 un tā tālāk.

Pirmais modelis, ko montēja Erno Rubiks, sastāvēja no 27 koka klučiem, vienādi nokrāsotiem sešās krāsās un sakrautiem viens virs otra. Mēneša laikā izgudrotājs mēģināja tos sagrupēt tā, lai liela kuba sejas veidotu no vienas krāsas kvadrātiem. Mehānisma, kas satur visus elementus, izstrāde prasīja vēl vairāk laika.

Mūsdienu Rubika klasiskā dizaina kubs sastāv no šādiem elementiem:

• Centri ir detaļas, kas nav kustīgas viena pret otru un ir nostiprinātas uz kuba rotācijas ass. Viņi saskaras ar lietotāju tikai ar vienu krāsotu pusi. Faktiski seši centri krāsu shēmā veido spoguļu pārus.
• Ribas ir pārvietojami elementi. Lietotājs katrā malā redz divas krāsainas puses. Arī krāsu kombinācijas šeit ir standarta.
• Stūri - astoņi pārvietojami elementi, kas atrodas kuba virsotnēs. Katrā no tām ir trīs krāsainas puses.
• Stiprināšanas mehānisms ir trīs stingri fiksētu asu krustojums. Pastāv alternatīvs mehānisms, kas līdzīgs sfērai. To izmanto ātrgaitas vai vairāku elementu kubiņos. Īpaši sarežģīta ir klucīšu ar pāra elementu skaitu uz virsmām uzbūve - tā ir savstarpēji savienotu klikšķu mehānismu sistēma, dažreiz kombinēta ar krustu. Profesionāliem ātruma klučiem ir magnētiskie pārnesumi.

Spēle ar Rubika kubu ir tāda, ka ar pārvietojama mehānisma palīdzību krāsaini elementi sejās tiek pārkārtoti un mēģināti salikt oriģinālajā secībā.

Puzles fani konkurē laika risinājumā. Papildus rokas nomierināšanai ir nepieciešams izpētīt, atcerēties un automatizēt simtiem krāsainu elementu kombināciju un darbību ar tām. Šo neparasto sporta veidu sauc par ātrumkubingu.

Speedcubers turnīri notiek regulāri, uzskaite tiek atjaunināta. Pastāvīgi atveras jauni horizonti sasniegumiem. Turnīru ietvaros tiek rīkotas sacensības akli, ar vienu roku, kājām un tā tālāk.

Jaunākais hobijs ir pasjansa (rakstu) montāža uz kuba.

Rubika kuba uzbūve un rotācijas nosaukumi

Lai aprakstītu manipulācijas ar mīklu, pierakstiet lēmumu shēmas, elementu kustības attiecībā pret otru un tikai saziņas ērtībai tika izveidota rotācijas valoda. Tas ir burtu apzīmējums katrai sejai un tās rotācijas veidiem.

Puzles malas tiek rakstītas ar lielo burtu.

Krievu valodas rokasgrāmatās par Rubika kuba salikšanu izmantojiet krievu vārdu sākotnējos burtus:

• F - no "fasādes";
• T - no "aizmugures";
• P - no "labās";
• L - no "kreisās";
• B - no “augšas”;
• N - no "apakšas".

Starptautiskā sabiedrība izmanto sejas burtu burtu burtus angļu valodā.

WCA (World Cube Association) apstiprinātie nosaukumi:

• R - no labās puses;
• L - no kreisās;
• U - no augšas;
• D - no apakšas;
• F - no priekšpuses;
• B - no aizmugures.

Centrālo elementu sauc par tādu pašu kā seju (R, D, F un tā tālāk).

Mala ir blakus divām sejām, tās nosaukums sastāv no diviem burtiem (FR, UL un tā tālāk).

Leņķis ir attiecīgi aprakstīts ar trim burtiem (piemēram, FRU).

Elementu grupām, kas veido vidējos slāņus starp sejām, ir arī savi nosaukumi:

• M (no vidus) - starp R un L
• S (no stāvoša) - starp F un B
• E (no ekvatorijas) - starp U un D.

Seju pagriešanu apraksta burti, kas apzīmē sejas, un papildu ikonas.

• Apostrofs “” norāda, ka seja vai slānis rotē pretēji pulksteņrādītāja virzienam.
• Cipars 2 norāda kustības atkārtošanos.

Iespējamās darbības ar seju, piemēram, ar labo pusi:

• R - pulksteņa rādītāja virzienā;
• R ’- griešanās pretēji pulksteņrādītāja virzienam.
• R2 ir divkāršs pagrieziens neatkarīgi no virziena, jo sejai ir tikai četras iespējamās pozīcijas.

Lai noteiktu, kā pagriezt seju, uz tā jāuzrāda pulksteņa ritenis un jāvadās pēc iedomātas rokas kustības.

Pretējo virsmu pagriešana "pulksteņrādītāja virzienā" tiek iegūta pret skaitītāju.

Vidējo slāņu kustības ir saistītas ar ārējām virsmām:

• M slānis rotē tajos pašos virzienos kā L.
• S slānis ir kā F.
• E slānis - tāpat kā D.

Vēl viens svarīgs “w” apzīmējums ir divu blakus esošo slāņu vienlaicīga rotācija. Piemēram, Rw ir vienlaicīga R un M rotācija.

Visa kuba pagriezienus sauc par pārtverumiem. Tos veic trīs plaknēs, tas ir, pa trim koordinātu asīm: X, Y, Z.

• x un x 'ir visa kuba X ass rotācijas. Kustības sakrīt ar labās puses pagriezieniem.
• y un y '- kuba rotācija pa Y asi. Kustības sakrīt ar augšējās virsmas rotācijām.
• z un z '- kuba rotācija pa Z asi. Kustība sakrīt ar frontālās virsmas griešanos.
• x2, y2, z2 - dubultās pārtveršanas apzīmējumi uz norādītās ass.

Papildus vispārpieņemtajiem apzīmējumiem montāžas rokasgrāmatās ir pilns slengs, paņēmienu, paņēmienu, algoritmu, shēmu un figūru nosaukumi uz kuba, kas ir iecienīti ātrumcuberos utt. Ne mazāk pieprasīti ir to algoritmu shematiski apraksti, kuri izmanto tikai bultiņas. Jo vairāk pieredzes ir gūta mīklas risināšanā, jo vieglāk ir saprast aprakstus un skaidrojumus, jo daudzas lietas sāk uztvert intuitīvi.

• Vāciņa krāsas elementi, kas savākti vienā kuba pusē. Puzles salikšana ir tāda pati kā visu sešu vāciņu salikšana.
• Jostas krāsas elementi blakus virsrakstam. Vāciņu var salikt tā, lai josta sastāv no atšķirīgiem krāsu fragmentiem, tas ir, stūra un ribu elementi neatrodas savā vietā.
• Krusts - figūra uz cepures, kurā ir pieci vienas krāsas fragmenti. Montāža bieži sākas ar krusta celtniecību. Nav skaidras rokasgrāmatas. Šis solis dod vislielāko rīcības brīvību un prasa pārdomāšanu. Kad krusts ir gatavs, atliek ievērot iemācītos algoritmus.
• Flip - pagriežot stūri vai malu vienā vietā attiecībā pret centru, šai darbībai ir nepieciešami speciāli algoritmi.

Puzļu salikšanas shēmas un posmi iesācējiem

Shēmas iesācējiem palīdzēs iemācīties un ietaupīt nervus, savācot bezcerīgi sapinušos kubu, sajust kustību loģiku un izstrādāt vienkāršākos algoritmus.

Pirms veicat kādas darbības, jums jāpārbauda kubs. Sacensībās “iepriekšēja pārbaude” ilgst 15 sekundes. Šajā laikā jums jāatrod vienas krāsas elementi, kas pirmajā posmā tiks savākti “cepurē”. Tradicionāli tie sākas no baltās puses, tas ir, lielākajā daļā rokasgrāmatu tiek pieņemts, ka U ir balta. “Daudzkrāsu” ātruma kuberi var sākt montāžu no jebkura virziena, garīgi atjaunojot visus gatavos algoritmus.

Rubika kubs 2x2

“Mini kubs” sastāv no 8 stūra elementiem. Pirmajā posmā tiek savākts viens četru stūru slānis. Otrajā posmā - atlikušos stūrus novieto savās vietās, kamēr tos var apgriezt otrādi, tas ir, krāsaini elementi nebūs uz viņu sejām. Atliek tos izvietot labajā pusē.

• “Bang-bang” algoritms ļauj pārvietot stūra elementu un pareizi to orientēt. Ja jūs veicat šo darbību secību sešas reizes pēc kārtas, kubs atgriezīsies sākotnējā stāvoklī. Tādējādi, ja kubs ir sajaukts, jums tas jāpielieto no 1 līdz 5 reizēm, lai pareizi iestatītu elementu. Algoritma ieraksts: RUR’U ”.
• Kad viens slānis ir salikts, ir nepieciešams pagriezt kubu ar otro slāni uz augšu. Pārvietojot šo slāni jebkurā virzienā, iestatiet vienu no stūriem viņu vietā. Tālāk tiek piemērots algoritms, kas ļauj apmainīt divus blakus esošus elementus - priekšējo sejas labo un kreiso stūri. Darbību secība ir šāda: URU’L’UR’U’LU.
• Kad visi stūri ir vietā, tie tiek pārlocīti (pagriezti), izmantojot algoritmu “bang-bang”. Šajā brīdī ir svarīgi nevis pārtvert kubu.

Kā savākt Rubika kubu 3x3

1. Veidojiet “balto krustu”, savācot 4 malas ar baltām uzlīmēm ap balto centru.
2. Apvienojiet R, L, U, D malu krāsu centrus ar atbilstošajām “baltā krusta” malām.
3. Ielieciet stūrus vietā ar baltām uzlīmēm. Izmantojot R’D’RD algoritmu, kas tiek atkārtots līdz piecām reizēm, stūri tiks pārvietoti pareizajā stāvoklī.
4. Lai ievietotu vidējā slāņa malas, jums jāsaprot kubs - y2. Atlasiet ribu bez dzeltenas uzlīmes. Apvienojiet to ar centru, vienā pusē saskaņojot to ar krāsu. Izmantojot formulas, nobīdiet malu uz vidējo slāni: mala nokrīt pa kreisi: U’L’ULUFU’F ’. Mala nokrīt pa labi: URU’R’U’F’UF.Ja elements atrodas savā vietā, bet nepareizi pagriezts, šie algoritmi tiek atkal izmantoti, lai to pārvietotu uz trešo slāni un pārinstalētu.
5. Neuzliekot kubu, vāciet dzelteno krustu uz trešā slāņa vāciņa, atkārtojot algoritmu: FRUR’U’F ”.
6. Pareizi apvienojiet pēdējā slāņa malas ar sānu centriem, kā tas tika darīts pirmajam krustam. Divas ribas viegli ietilpst vietā. Pārējie divi būs jāmaina.Ja tie atrodas viens pret otru: RUR’URU2R ”. Ja blakus esošajās pusēs: RUR’URU2R’U.
7. Novietojiet pēdējās sejas stūrus pareizajās pozīcijās. Ja neviens no tiem neatrodas pareizajā vietā, izmantojiet URU’L’UR’U’L formulu. Viens no elementiem stāvēs pareizi. Lai pārtvertu kubu šajā leņķī pret sevi, tas būs frontālās malas augšējais labais. Pārvietojiet atlikušos stūrus pretēji pulksteņrādītāja virzienam uz URU’L’UR’U’L vai, tieši otrādi, U’L’URU’LUR ’. Šajā posmā visas savāktās vietas tiks pārbūvētas, šķiet, ka kaut kas nogāja greizi. Ir svarīgi nodrošināt, lai izciļnis neapgāztos un F centrs nepārvietotos attiecībā pret lietotāju. Kustību kombinācija ir jāatkārto līdz 5 reizēm.
8. Jums, iespējams, būs jāpaplašina stūra elementi, pareizi izlīdzinot krāsu fragmentus ar pārējām sejām. Lai tos izvērstu (apgrieztu), tiek izmantota pirmā formula: R’D’RD. Svarīgi nav pārtvert kubu, lai F un U nemainītos.

Rubika kubs 4x4

Puzles ar vairāk nekā trim elementiem malā ietver daudz lielāku kombināciju skaitu.

Īpaši sarežģītas ir “pat” iespējas, jo tām nav stingri fiksēta centra, kas palīdz orientēties klasiskajā mīklā.

4 * 4 * 4 ir iespējamas aptuveni 7,4 * 1045 elementu pozīcijas. Tāpēc viņu sauca par "Rubika atriebību" vai Master Cube.

Iekšējo slāņu papildu apzīmējumi:

• f - iekšējā frontālā;
• b - iekšējā aizmugure;
• r ir labējā iekšējā puse;
• l - iekšējā kreisā.

Montāžas iespējas: slānis pēc kārtas, no stūriem vai liešana līdz 3 * 3 * 3. Pēdējā metode ir vispopulārākā. Pirmkārt, katrā sejā tiek savākti četri centrālie elementi. Tad ribu pāri tiek noregulēti un, visbeidzot, tiek iestatīti leņķi.

• Vācot centrālos elementus, ir jāatceras, kādas krāsas kontrastē pa pāriem. Algoritms, lai apmainītu elementus no četriem vidējiem punktiem: (Rr) U (Rr) ”U (Rr) U2 (Rr)” U2.
• Saliekot ribas, griežas tikai ārējās virsmas. 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) '. Vairumā gadījumu ribas var salikt intuitīvi. Kad ir palikuši tikai divi malu elementi: (Dd) R F 'U R' F (Dd) '- lai tos iestatītu blakus, U F' L F 'L' F U '- lai tos apmainītu.
• Pēc tam stūru permutācijai un pagriešanai tiek izmantotas 3 * 3 * 3 kubu formulas.

Sarežģītas lietas, kurām nepieciešams īpašs risinājums, ir paritātes. Viņu formulas neatrisina problēmu, bet izsvītro elementus no strupceļa situācijas, pārnesot mīklu formā, kas atrisināta ar standarta algoritmiem.

• Divi blakus esošie ribu elementi nepareizā orientācijā: r2 B2 U2 l U2 r ’U2 r U2 F2 r F2 l’ B2 r2.
• Pretstatīti ribu elementu pāri nepareizā orientācijā: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.
• Ribu elementu pāri, kas vērsti viens pret otru nepareizā orientācijā: F 'U' F r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2 F 'U F.
• Pēdējā slāņa stūri ir nevietā: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.

5x5 ātra mīklu montāža

Montāža ir paredzēta klasiskam izskatam. Vispirms uz katra vāciņa un trim ribu elementiem savāc 9 centrālos fragmentus. Pēdējais posms ir leņķu izlīdzināšana.

Papildu notācija:

• u ir augšējā virsma;
• d ir iekšējā apakšējā robeža;
• e ir iekšējā līnija starp augšējo un apakšējo;
• (divas puses iekavās) - vienlaicīga griešanās.

Centrālo elementu montāža ir vienkāršāka nekā iepriekšējā gadījumā, jo ir stingri fiksēti krāsu pāri.

• Pirmajā posmā grūtības var rasties, ja jums jāmaina elementi uz blakus esošajām sejām. Ja tos atdala viens malas elements: (Rr) U (Rr) “U (Rr) U2 (Rr)”. Ja tie atrodas uz iekšējiem centrālajiem slāņiem: (Rr) 'F' (Ll) '(Rr) U (Rr) U' (Ll) (Rr) '.
• Ribas elementu kombinācija ir intuitīva, tā neietekmē savāktos centrus: (Ll) “U L” U ”(Ll); (Ll) “U L2 U” (Ll); (Rr) U 'R U (Rr)'; (Rr) U 'R2 U (Rr)'. Sarežģītība ir tikai pēdējo divu malu montāža.

Paritātes formulas:

• samainīt elementus u un d slāņos vienas sejas malās: (Dd) R F 'U R' F (Dd) ';
• apmainiet malas elementus, kas atrodas vidējā slānī, vienā pusē: (Uu) 2 (Rr) 2 F2 u2 F2 (Rr) 2 (Uu) 2;
• izvietot šos elementus savās vietās, tas ir, uzsist: e R F 'U R' F e ';
• vietā ievieto vidējā slāņa ribu elementu: (Rr) 2 B2 U2 (Ll) U2 (Rr) ”U2 (Rr) U2 F2 (Rr) F2 (Ll)” B2 (Rr) 2;
• apmainīt elementus sānu slānī uz vienas sejas: (Ll) ’U2 (Ll)’ U2 F2 (Ll) ’F2 (Rr) U2 (Rr)’ U2 (Ll) 2;
• vienlaicīgi salieciet trīs ribas vietā: F 'L' F U 'vai U F' L.

Pēdējais uzdevums ir sakārtot stūrus pēc klasiskā kuba principa.

Ātrākais veids. Džesikas Frīdriha metode

Tie, kas jau ir iemācījušies atrisināt mīklu 1 - 2 minūtēs, tas ir, tiešām var ātri samontēt Rubika kubu, nonāk pie principiāli jaunas problēmas izpratnes. Mehāniskais paātrinājums noteiktā posmā kļūst neiespējams. Lai samazinātu risinājumu meklēšanas laiku, nepieciešami īpaši algoritmi un paņēmieni.

Klājot klasisko versiju, lai paātrinātu procesu, ir jāveic četri uzdevumi:

• sākotnējais krusts uz vienas cepures;
• pirmā un otrā slāņa vienlaicīga montāža;
• pēdējā cepure;
• trešā slāņa josta.

Grūtības sagādā tas, ka jāiemācās un jāpatur prātā 119 formulas, kuras sastādījusi metodes autore Džesika Frīdriha. Algoritmu grupas F2L, OLL, PLL katram posmam apraksta visas iespējamās elementu, pagriezienu un permutāciju izkārtojuma kombinācijas, kas vajadzīgas darbam ar malu un leņķu pāriem.

Metode ļauj jums atrisināt mīklu mazāk kā 20 sekundēs.

Kā savākt Rubika kubu ar aizvērtām acīm

Lai atvieglotu šo uzdevumu, ir izstrādātas īpašas metodes. Viena no iecienītākajām ātrumcūderiem ir vecā Pohmana metode.

Montāža tiek veikta nevis slāņos, bet gan elementu grupās: vispirms visas malas, tad stūri.

Rib RU - buferis. Izmantojot īpašus algoritmus, kubs, kas aizņem šo pozīciju, tiek pārvietots uz savu vietu. Elements, kas to aizstāja RU pozīcijā, atkal tiek pārvietots utt., Līdz visas malas ir vietā. Dariet to pašu ar stūriem. Neredzīgo montāžas algoritmu iezīme ir tāda, ka tie ļauj pārvietot elementu, nesajaucot pārējos.

Aklā montāžas procesā kubs netiek apgāzts, lai nesajauktos.

Pirms turpināt montāžu, kubs tiek “atcerēts”. Garīgi izveido ķēdi, pa kuru elementi pārvietosies. Katrai uzlīmei tiek piešķirts savs alfabēta burts. Malām un stūriem speedcuber ir atsevišķs alfabēts. Jauktais Rubika kubs tiek atcerēts kā burtu secība. Bufera kuba augšējā uzlīme ir ar pirmo burtu, uzlīme, kas ieņem pareizo vietu, ir otrā un tā tālāk. Vienkāršības labad vārdi sastāv no burtu secības, bet teikumi - no vārdiem.

Kam pieder ātrākā Rubika kuba montāžas rekords

Austrālietis Fēlikss Zemdegs divreiz atjaunināja pasaules rekordu klasiskā Rubika kuba montāžā 2018. gadā. Gada sākumā labākais laiks tika fiksēts 4,6 sekundes, maijā mīkla tika atrisināta 4, 22 sekundēs.

22 gadus vecajam sportistam pieder vēl vairāki pašreizējie rekordi 2015. - 2017. gadā:

• 4x4x4 - 19,36 sekundes;
• 5x5x5 - 38,52 sekundes;
• 6x6x6 - 1: 20,03 minūtes;
• 7x7x7 - 2: 06,73 minūtes;
• megaminx - 34,60 sekundes;
• ar vienu roku - 6,88 sekundes.

Ginesa rekordu grāmatā ierakstītais robota rekords ir 0,637 sekundes. Jau ir izveidots modelis, kas kubu var salikt 0,38 sekundēs. Tās izstrādātāji ir amerikāņi Bens Katzs un Džareds Di Karlo.