Hádanka, vynájdená ako vizuálna pomôcka pre algebraickú teóriu, zrazu zaujala celý svet. Ľudia, ktorí sú ďaleko od vyššej matematiky, už desaťročia tvrdo zápasia s komplexnou a fascinujúcou úlohou. Magic Cube je skvelý nástroj pre rozvoj logického myslenia a pamäte. Tí, ktorí sa prvýkrát pýtali, ako zbierať Rubikovu kocku, schémy a komentáre pomôžu podporiť entuziazmus a možno objavia svet speedcubingu.

Tajomstvo stavby Rubikovej kocky: prvky, časti, kľúčové pojmy

Šesť tvárí hádanky má určité farby a poradie ich usporiadania, patentované vynálezcom. Početné falzifikáty sa často prejavujú ako nezvyčajné farby alebo ich vzájomná poloha. Učebné schémy a popisy vždy používajú štandardné farebné schémy. Pre začiatočníkov je celkom ľahké zamieňať sa s vysvetlením, ak používate kocku s inou farebnou schémou.

Farby protiľahlých tvárí: biela - žltá, zelená - modrá, červená - oranžová.

Každá strana sa skladá z niekoľkých štvorcových prvkov. Podľa počtu sa rozlišujú typy Rubikových kociek: 3 * 3 * 3 (prvá klasická verzia), 4 * 4 * 4 (tzv. „Rubikova pomsta“), 5 * 5 * 5 atď.

Prvý model, zostavený Ernom Rubikom, pozostával z 27 drevených kociek, rovnomerne maľovaných v šiestich farbách a naskladaných na seba. Do jedného mesiaca sa ich vynálezca pokúsil zoskupiť tak, aby tváre veľkej kocky boli tvorené štvorcami rovnakej farby. Vývoj mechanizmu, ktorý držal všetky prvky spolu, si vyžadoval ešte viac času.

Moderná Rubikova kocka klasického dizajnu sa skladá z nasledujúcich prvkov:

  • Stredy sú navzájom nepohyblivé časti, ktoré sú upevnené na osi otáčania kocky. Sú obrátené proti používateľovi iba jednou maľovanou stranou. V skutočnosti šesť centier tvorí zrkadlové páry vo farebnej schéme.
  • Rebrá sú pohyblivé prvky. Užívateľ vidí na každej hrane dve farebné strany. Farebné kombinácie sú tu tiež štandardné.
  • Rohy - osem pohyblivých prvkov umiestnených vo vrcholoch kocky. Každá z nich má tri farebné strany.
  • Upevňovací mechanizmus je krížom troch pevne pevných osí. Existuje alternatívny mechanizmus podobný sfére. Používa sa vo vysokorýchlostných alebo viacprvkových kockách. Konštrukcia kociek s párnym počtom prvkov na čelných plochách je obzvlášť komplikovaná - jedná sa o systém vzájomne prepojených klikacích mechanizmov, niekedy kombinovaných s krížom. Pre profesionálne kocky rýchlosti existujú magnetické kolesá.

Hra s Rubikovou kockou je taká, že pomocou pohyblivého mechanizmu sú farebné prvky na tváre zoradené a snažia sa zostaviť v pôvodnom poradí.

Fanúšikovia puzzle súťažia v riešení času. Okrem rúk je preto potrebné študovať, zapamätať si a priniesť do automatizácie stovky kombinácií farebných prvkov a akcií s nimi. Tento neobvyklý šport sa nazýva speedcubing.

Turnaje Speedcubers sa konajú pravidelne, záznamy sa aktualizujú. Neustále sa otvárajú nové horizonty úspechov. V rámci turnajov sa konajú súťaže pre zhromaždenie slepých, jednou rukou, nohami atď.

Najnovším koníčkom je montáž solitaire (vzory) na kocku.

Štruktúra Rubikovej kocky a názvy rotácií

Aby bolo možné opísať manipulácie s hádankou, zapísať schémy rozhodovania, pohyby prvkov vo vzťahu k sebe navzájom a len pre pohodlie komunikácie, bol vytvorený jazyk rotácie. Je to písmeno pre každú tvár a pre spôsoby jej rotácie.

Strany puzzle sú veľké.

V príručkách v ruskom jazyku na zostavenie Rubikovej kocky použite počiatočné písmená z ruských mien:

  • F - z „fasády“;
  • T - „zozadu“;
  • P - sprava;
  • L - zľava;
  • B - zhora;
  • N - od „spodnej časti“.

Medzinárodné spoločenstvo používa počiatočné písmená z názvov tvárí v angličtine.

Označenia akceptované WCA (World Cube Association):

  • R - sprava;
  • L - zľava;
  • U - zhora;
  • D - zdola;
  • F - spredu;
  • B - zozadu.

Stredný prvok sa nazýva rovnaký ako tvár (R, D, F atď.).

Hrana susedí s dvoma plochami, jej názov sa skladá z dvoch písmen (FR, UL atď.).

Uhol je popísaný tromi písmenami (napríklad FRU).

Skupiny prvkov, ktoré tvoria stredné vrstvy medzi plochami, majú tiež svoje vlastné mená:

  • M (od stredu) - medzi R a L.
  • S (z stojaceho) - medzi F a B.
  • E (z rovníka) - medzi U a D.

Rotácia tvárí je opísaná písmenami, ktoré pomenúvajú tváre a ďalšími ikonami.

  • Apostrof znamená, že sa tvár alebo vrstva otáča proti smeru hodinových ručičiek.
  • Číslo 2 označuje opakovanie pohybu.

Možné akcie s tvárou, napríklad s pravou stranou:

  • R - otáčanie v smere hodinových ručičiek;
  • R '- otáčanie proti smeru hodinových ručičiek.
  • R2 je dvojité otočenie, bez ohľadu na to, ktorým smerom, pretože plocha má iba štyri možné polohy.

Ak chcete určiť, ako otočiť tvár, musíte na ňu umiestniť ciferník a riadiť sa pohybom imaginárnej ruky.

Otáčanie protiľahlých plôch "v smere hodinových ručičiek" sa získa počítadlom.

Pohyby stredných vrstiev sú spojené s vonkajšími plochami:

  • Vrstva M sa otáča v rovnakých smeroch ako L.
  • Vrstva S je ako F.
  • Vrstva E - ako D.

Ďalším dôležitým označením „w“ je súčasné striedanie dvoch susedných vrstiev. Napríklad Rw je súčasná rotácia R a M.

Otáčky celej kocky sa nazývajú odpočúvania. Vykonávajú sa v troch rovinách, tj pozdĺž troch súradnicových osí: X, Y, Z.

  • x a x 'sú rotácie osi X celej kocky. Pohyby sa zhodujú so zákrutami pravej strany.
  • y a y 'sú otáčky kocky pozdĺž osi Y. Pohyby sa zhodujú s otáčkami hornej strany.
  • z a z '- rotácia kocky pozdĺž osi Z. Pohyb sa zhoduje s rotáciou čelnej strany.
  • x2, y2, z2 - označenia dvojitého odpočúvania na určenej osi.

Okrem všeobecne akceptovaných zápisov sú montážne príručky plné slangu, názvov techník, techník, algoritmov, vzorov a čísel na kocke, ktoré sú populárne medzi speedcubermi atď. Schematické opisy algoritmov, ktoré používajú iba šípky, nie sú o nič menej žiaduce. Čím viac skúseností získate pri riešení hádanky, tým ľahšie je porozumieť opisom a vysvetleniam, veľa vecí sa začína intuitívne vnímať.

  • Čiapky zafarbené na jednej strane kocky. Zostavenie puzzle je rovnaké ako zostavenie všetkých šiestich uzáverov.
  • Prvky zafarbené v opasku vedľa položky. Viečko môže byť zostavené tak, že pás sa skladá z rôznych farebných fragmentov, to znamená, že rohové a rebrové prvky nie sú na svojom mieste.
  • Kríž - postava na klobúku z piatich fragmentov rovnakej farby. Zostavovanie často začína stavaním kríža. Neexistuje jasný sprievodca. Tento krok umožňuje najväčšiu slobodu konania a vyžaduje trochu premýšľania. Keď je kríž pripravený, zostáva sa riadiť naučenými algoritmami.
  • Flip - otočenie rohu alebo hrany na jednom mieste vzhľadom na stred, táto akcia si vyžaduje použitie špeciálnych algoritmov.

Schémy a fázy zostavovania hádaniek pre začiatočníkov

Schémy pre začiatočníkov vám pomôžu naučiť sa a zachrániť nervy zhromažďovaním beznádejne zamotanej kocky, pocítením logiky pohybov a vypracovaním najjednoduchších algoritmov.

Pred vykonaním akejkoľvek akcie musíte skontrolovať kocku. V súťažiach trvá „predbežná kontrola“ 15 sekúnd. Počas tejto doby musíte nájsť prvky rovnakej farby, ktoré sa zhromaždia v „klobúku“ v prvej fáze. Tradične sa začínajú od bielej strany, to znamená, že väčšina príručiek predpokladá, že U je biela. Speedcubers „Multicolorists“ sa môžu začať zostavovať z ľubovoľného smeru a mentálne prestavujú všetky pripravené algoritmy.

Rubikova kocka 2x2

„Mini kocka“ pozostáva z 8 rohových prvkov. V prvej fáze sa zhromaždí jedna vrstva zo štyroch rohov. V druhej fáze - zostávajúce rohy sa umiestnia na svoje miesto, zatiaľ čo sa dajú otočiť hore nohami, to znamená, že farebné prvky nebudú na ich tvári. Zostáva im nasadiť pravú stranu.

  • Algoritmus „bang-bang“ vám umožňuje posúvať rohový prvok a správne ho orientovať. Ak túto postupnosť krokov vykonáte šesťkrát za sebou, kocka sa vráti do pôvodnej polohy. Ak je teda kocka zmiešaná, musíte ju aplikovať 1 až 5 krát, aby ste správne nastavili prvok. Záznam algoritmu: RUR't.
  • Keď je jedna vrstva zostavená, musíte otočiť kocku s druhou vrstvou nahor. Pohybom tejto vrstvy v ľubovoľnom smere nastavte jeden z rohov na svoje miesto. Ďalej sa použije algoritmus, ktorý vám umožní zameniť dva susedné prvky - pravý a ľavý roh prednej strany. Postupnosť akcií je nasledovná: URU'L´UR'tULU.
  • Keď sú všetky rohy na svojom mieste, prehodia sa (prevrátia sa) pomocou algoritmu „bang-bang“. V tomto okamihu je dôležité kocku nezachytávať.

Ako zbierať Rubikovu kocku 3x3

  1. Vytvorte „biely kríž“ zbieraním 4 hrán s bielymi nálepkami okolo bieleho stredu.
  2. Kombinujte farebné stredy strán R, L, U, D so zodpovedajúcimi okrajmi „bieleho kríža“.
  3. Umiestnite rohy na miesto pomocou bielych nálepiek. Pomocou algoritmu R'D'RD, ktorý sa opakuje až päťkrát, sa rohy preklopia do správnej polohy.
  4. Ak chcete umiestniť okraje strednej vrstvy, musíte zachytiť kocku - y2. Vyberte rebro bez žltej nálepky. Skombinujte ho so stredom a farbou na jednej strane. Pomocou vzorcov posuňte okraj do strednej vrstvy: Okraj klesne doľava: U'L'ULUFU'tF '. Okraj klesá doprava: URU'R'U'tF'UF.Ak je prvok na svojom mieste, ale nesprávne otočený, tieto algoritmy sa znovu použijú na presun do tretej vrstvy a preinštalovanie.
  5. Bez zachytenia kocky zozbierajte žltý kríž na čiapočke tretej vrstvy a zopakujte algoritmus: FRUR´U'F '.
  6. Hrany poslednej vrstvy s bočnými stredmi skombinujte správne, ako sa to urobilo pre prvý kríž. Dve rebrá ľahko padnú na svoje miesto. Ostatné dve budú musieť byť zamenené.Ak sú proti sebe: RUR'URU2R '. Ak je na susedných stranách: RUR´URU2R'U.
  7. Umiestnite rohy poslednej plochy na správne pozície. Ak žiaden z nich nie je na správnom mieste, použite vzorec URU'L´UR'UL. Jeden z prvkov bude správne stáť. Na zachytenie kocky v tomto uhle k sebe bude to pravá horná strana na prednom okraji. Zostávajúce rohy posuňte proti smeru hodinových ručičiek do polohy URU'L'UR'UL alebo naopak U'L´URU'LUR ’. V tejto fáze sa všetky zhromaždené stránky prestavajú, zdá sa, že sa niečo pokazilo. Je dôležité zaistiť, aby sa matrica nekroutila a aby sa stred F nepohyboval vzhľadom na používateľa. Kombinácia pohybov sa musí opakovať až 5-krát.
  8. Možno budete musieť rozšíriť rohové prvky správnym zarovnaním fragmentov farieb so zvyškom tvárí. Na ich rozbalenie (prevrátenie) sa použije prvý vzorec: R'D'RD. Je dôležité, aby kocka nebola zachytená, aby sa F a U nemenili.

Rubikova kocka 4x4

Hádanky s viac ako tromi prvkami na okraji zahŕňajú oveľa väčší počet kombinácií.

Obzvlášť ťažké sú „párne“ možnosti, pretože nemajú pevne stanovené centrum, ktoré pomáha pri navigácii klasickými hádankami.

Pre 4 * 4 * 4 je možné približne 7,4 * 1045 pozícií prvkov. Preto ho nazývali Rubikova pomsta alebo majster kocka.

Ďalšie označenia vnútorných vrstiev:

  • f - vnútorné čelo;
  • b - vnútorná zadná časť;
  • r je vnútorné právo;
  • l - vnútorná ľavá.

Možnosti montáže: vrstva po vrstve, z rohov alebo odliatím do 3 * 3 * 3. Táto metóda je najobľúbenejšia. Najprv sa na každej ploche zhromaždia štyri centrálne prvky. Potom sa nastavia páry rebier a nakoniec sa nastavia uhly.

  • Pri zhromažďovaní centrálnych prvkov je potrebné pamätať na to, aké farby sú v pároch kontrastné. Algoritmus na výmenu prvkov zo stredu štyri: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)' U2.
  • Pri zostavovaní rebier sa otáčajú iba vonkajšie plochy. Algoritmy: (Ll) 'U' R U (Ll); (Ll) 'U' R2 U (Ll); (Ll) 'U' '' (Ll); (Rr) U L U '(Rr)'; (Rr) U L2 U '(Rr)'; (Rr) U L 'U' (Rr) “. Vo väčšine prípadov môžu byť rebrá zostavené intuitívne. Ak zostanú iba dva okrajové prvky: (Dd) R F 'U R' F (Dd) “- na ich nastavenie vedľa seba, U F„ L F “L„ F U “- na ich výmenu.
  • Ďalej sa aplikujú kockové vzorce 3 * 3 * 3 na permutáciu a rotáciu rohov.

Zložité prípady, ktoré si vyžadujú osobitné riešenie, sú parity. Ich vzorce neriešia problém, ale vyradia prvky zo slepej uličky, čím prevedú hádanku do formy riešenej štandardnými algoritmami.

  • Dva priľahlé rebrá v nesprávnej orientácii: r2 B2 U2 l U2 r U U2 r U2 F2 r F2 l B2 B2 r2.
  • Protichodné páry rebrových prvkov v nesprávnej orientácii: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.
  • Dvojice rebrových prvkov, zošikmené k sebe, v nesprávnej orientácii: F 'U' F r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2 F 'U F.
  • Rohy poslednej vrstvy sú mimo miesta: r2 U2 r2 (Uu) 2 r2 u2.

Rýchla montáž hádanky 5x5

Zhromaždenie má priniesť klasický vzhľad. Najskôr sa zhromaždí 9 stredných fragmentov na každom uzávere a tri rebrá. Posledným stupňom je zarovnanie uhlov.

Ďalšie označenia:

  • u je vnútorná horná strana;
  • d je vnútorná dolná hranica;
  • e je vnútorná čiara medzi hornou a dolnou;
  • (dve tváre v zátvorkách) - súčasné otáčanie.

Zostavenie centrálnych prvkov je jednoduchšie ako v predchádzajúcom prípade, pretože tu sú pevne zafixované dvojice farieb.

  • V prvej fáze sa môžu vyskytnúť problémy, ak potrebujete vymeniť prvky na susedných plochách. Ak sú oddelené jedným okrajovým prvkom: (Rr) U (Rr) 'U (Rr) U2 (Rr)' '. Ak sú umiestnené na vnútorných stredných vrstvách: (Rr) „F“ (Ll) “(Rr) U (Rr) U '(Ll) (Rr)“.
  • Kombinácia rebrových prvkov je intuitívna a nemá vplyv na zhromaždené strediská: (Ll) 'U L' U '(Ll); (Ll) „U L2 U“ (Ll); (Rr) U 'R U (Rr)'; (Rr) U 'R2 U (Rr)'. Zložitosť je iba zostavením posledných dvoch hrán.

Paritné vzorce:

  • zamieňať prvky vo vrstvách u a d na okrajoch jednej strany: (Dd) R F 'U R' F (Dd) ';
  • zameniť okrajové prvky umiestnené v strednej vrstve na jednej strane: (Uu) 2 (Rr) 2F2 u2 F2 (Rr) 2 (Uu) 2;
  • nasadiť tieto prvky na svoje miesta, tj prevrátiť: U R F U F;
  • nasadiť rebrový prvok strednej vrstvy: (Rr) 2 B2 U2 (Ll) U2 (Rr) 'U2 (Rr) U2F2 (Rr) F2 (Ll)' B2 (Rr) 2;
  • vymeniť prvky v bočnej vrstve na jednej strane: (Ll) 'U2 (Ll)' U2 F2 (Ll) 'F2 (Rr) U2 (Rr)' U2 (Ll) 2;
  • súčasne prevracajte tri rebrá: F 'L' F U 'alebo U F' L.

Poslednou úlohou je usporiadať rohy podľa princípu klasickej kocky.

Najrýchlejší spôsob. Jessica Friedrichova metóda

Tí, ktorí sa už naučili vyriešiť hádanku za 1 - 2 minúty, to znamená, že dokážu naozaj rýchlo zostaviť Rubikovu kocku, dospejú k úplne novému pochopeniu problému. Mechanické zrýchlenie v určitom štádiu je nemožné. Na skrátenie času na hľadanie riešení sú potrebné špeciálne algoritmy a techniky.

Vrstvenie klasickej verzie na urýchlenie procesu má štyri úlohy:

  • počiatočný kríž na jednom klobúku;
  • súčasné zostavenie prvej a druhej vrstvy;
  • posledný klobúk;
  • pás tretej vrstvy.

Problém je v tom, že sa musíte naučiť a mať na pamäti 119 receptúr zostavených autorom metódy Jessica Friedrich. Skupiny algoritmov F2L, OLL, PLL pre každú fázu opisujú všetky možné kombinácie usporiadania prvkov, zákrut a permutácií potrebných na prácu s pármi hranového uhla.

Táto metóda vám umožní vyriešiť hádanku za menej ako 20 sekúnd.

Ako zbierať Rubikovu kocku so zatvorenými očami

Na uľahčenie tejto úlohy boli vyvinuté špeciálne techniky. Jedným z populárnych medzi speedcubers je stará Pochmann metóda.

Zostava sa nevykonáva vo vrstvách, ale v skupinách prvkov: najskôr všetky hrany, potom rohy.

Rib RU - tlmivý roztok. Pomocou špeciálnych algoritmov sa kocka zaberajúca túto pozíciu presunie na svoje miesto. Prvok, ktorý ho nahradil v pozícii železničného podniku, sa opäť pohybuje a tak ďalej, až kým nie sú všetky okraje na svojom mieste. To isté urobte s rohmi. Algoritmus algoritmov slepej montáže je, že umožňujú pohybovať elementom bez toho, aby sa miešali ostatné.

Pri montáži slepých kockov sa kocka neobráti, aby nedošlo k zámene.

Pred začatím montáže je kocka „zapamätaná“. Mentálne vytvára reťaz, po ktorej sa prvky budú pohybovať. Každej nálepke je pridelené vlastné písmeno abecedy. Pre hrany a rohy je rýchlostná kocka samostatnou abecedou. Zmiešaná Rubikova kocka sa pripomína ako postupnosť písmen. Horná nálepka na nárazníkovej kocke je prvé písmeno, nálepka, ktorá zaujme svoje správne miesto, je druhé a tak ďalej. Pre jednoduchosť sú slová zložené zo série písmen a vety sa skladajú zo slov.

Kto vlastní rekord pre najrýchlejšiu zostavu Rubikovej kocky

Austrálsky Felix Zemdegs v roku 2018 dvakrát aktualizoval svetový rekord v zostavovaní klasickej Rubikovej kocky. Na začiatku roka bol najlepší čas zaznamenaný na 4,6 sekundy, v máji bola hra vyriešená za 4, 22 sekúnd.

22-ročný športovec vlastní niekoľko ďalších aktuálnych záznamov 2015 - 2017:

  • 4x4x4 - 19,36 sekundy;
  • 5x5x5 - 38,52 sekúnd;
  • 6x6x6 - 1: 20,03 minút;
  • 7x7x7-2: 06,73 minút;
  • megaminx - 34,60 sekúnd;
  • jednou rukou - 6,88 sekundy.

Záznam robota zaznamenaný v Guinessovej knihe rekordov je 0,637 sekundy. Už existuje model, ktorý dokáže zostaviť kocku za 0,38 sekundy. Jeho vývojári sú Američania Ben Katz a Jared Di Carlo.

Súvisiace Software:Viac od autora: