Erne Rubik, en skulptör och arkitekt från Ungern, bestämde sig för att uppfinna ett visuellt hjälpmedel som skulle hjälpa sina elever att bättre förstå den matematiska teorin om grupper, men magikuben var så gillad av forskare i olika åldrar att pusslet snabbt spriddes över hela världen, vilket gjorde sin uppfinnare till en miljonär. Monteringsdiagrammet för Rubiks kub vid första anblicken verkar otroligt komplicerat, men om du noggrant studerar de utvecklade algoritmerna och fördjupar monteringsprincipen blir lösningen av pusslet en tävling om hastighet.

Strukturen på Rubiks kub och rotationens namn

Utan grundläggande kunskaper om strukturen på Rubiks kub kommer det att vara mycket svårt att återställa den ursprungliga formen av detta pussel, utan att ens stamma för att tävla i hastigheten på dess montering.

Den vanligaste 3x3 kuben består av 26 element, som i sin tur är indelade i:

  • centrala, flyttbara element som bara har en färg och inte ändrar sin position i förhållande till varandra, det finns bara 6 av dem;
  • costal (det finns 12 av dem). De är tvåtonade och förblir alltid på sidoväggarna, oavsett vilka rotationer som har gjorts;
  • kantiga (8 element), som alltid finns kvar i kubens hörn och är målade i 3 olika färger.

Det finns ett annat element i strukturen på Rubiks kub, dold för våra ögon - det här är ett kors till vilket de centrala elementen är fästa.

Beroende på kapaciteten hos kuben för vissa element kan det finnas en annan mängd, eller så kommer de att vara helt frånvarande.Till exempel i ett 2x2-pussel finns det bara hörnkuber och det finns bara åtta av dem.

Sex ansikten på kuben är målade i olika färger. Det är anmärkningsvärt att endast vissa färger används och på korset av en vanlig Rubiks kub är de arrangerade par mot varandra: vit - gul, röd - orange, grön - blå.

För att algoritmerna för att lösa det rumsliga problemet som skrivs ned med formler ska bli tydliga, måste du lära dig den allmänt accepterade internationella beteckningen av ansikten och deras rotationer.

Om du tar kuben i dina händer kallas ansiktet som vetter mot eruditen framsidan och betecknas med den latinska bokstaven F, den motsatta sidan är baksidan (B) och vänster (L), höger (R), övre (U) och nedre sidor är också markerade (D) fasetter.

För att indikera rotationen av en viss yta med 90 ° i formlerna för montering av Rubiks kub, ange den latinska bokstaven som anger. Vid dubbelvridning står siffran 2. bredvid. Om rotationen är moturs läggs en apostrof till brevet. Så R ¢ betyder att höger sida måste roteras en gång 90 ° i motsatt riktning moturs.

Hemligheterna för att bygga en Rubiks kub: element, delar, nyckelbegrepp

Erne Rubik över monteringen av pusslet som han uppfann har höjts upp i en månad. För de som bestämmer sig för att erövra den magiska kuben har många metoder utvecklats.

De mest populära av dem:

  • För nybörjare - en detaljerad guide som delar upp algoritmen för att lösa problemet i sju stadier.
  • Jessica Friedrich-metoden är den mest populära metoden bland fans av höghastighetsmontering, även om den på många sätt ekar algoritmen för nybörjare.
  • Den intuitiva metoden för Valery Morozov. Det saknar helt några formler; dess väsen är inte att ge en färdig lösning, utan att hjälpa till att förstå kubens struktur för att självständigt komma fram till en lösning på pusslet.

För att lära dig hur man monterar en Rubiks kub rekommenderas det ofta att först demontera pusslet i separata element och sedan återmontera. Detta kommer att hjälpa till att bättre förstå dess struktur och snabbt anta beslutsalgoritmer.

Innan du börjar utveckla en viss kubmonteringsteknik bör du bekanta dig med några koncept som ofta finns i algoritmer.

Ett regelbundet kors är ett kors i vilket kantytorna sammanfaller med färgerna på de centrala elementen på sidorna, medan de bildas på den övre ytan av färgen som motsvarar det centrala elementet.

Ett oregelbundet kors skiljer sig från ett korrekt genom att kuberna som bildar ett kors på toppytan inte sammanfaller med elementets kantytor med sidans färg.

Rätta par är par kantelement med matchande färger på motsvarande ansikten som kan ställas in samtidigt i det första och andra lagret i pusslet.

Scheman och stadier för montering av Rubiks kub för nybörjare

För närvarande finns det flera alternativ för ett mekaniskt pussel som dök upp 1974. Dessa är kuber med ett annat antal element som utgör ansiktet, liksom liknande pussel: Mefferts pyramid och en orm, bestående av segment - vanliga trianglar. Tänk på sekvensen och monteringsstegen för olika kubiska variationer.

Hur man samlar in en Rubik's Cube 2x2

Rubik-pusslet med en kapacitet på 2x2 kallas också en Mini-kub. Även om detta pussel dök upp lite senare, blev det inte en komplicerad, utan en lätt version av den klassiska kuben. En nybörjare kommer att kunna behärska sin samling på bara 20-30 minuter.

Pussellösningen innehåller bara tre steg:

  1. Montering av det första lagret - du måste kombinera elementen i kuben så att de på det undre lagret är samma färg, och deras sidoytor matchar färgerna i par.
  2. Arrangemanget av elementen i det övre skiktet. I detta skede måste du bestämma färgen på bottenlagret. Han är inte den enda som finns i det undre skiktet. Placera sedan kuberna på den övre raden i de hörn som motsvarar färgerna på elementets kanter, men det är inte nödvändigt att färgen är på plats.
  3. Rotation av elementen i det övre lagret - det är nödvändigt att rotera hörnkuberna medurs eller moturs så att de blir i rätt lägen, och Rubiks kub kommer att monteras.

Följande formler används för att ordna kuberna i de nedre och övre lagren korrekt:

  • utbyta diagonala element - WWFWP’V’F ”;
  • ordna om angränsande element - FVF’V’L’V’L.

Så här flyttar du elementets ansikten:

  • medurs - FN²F’P’N²P;
  • moturs - P’N²PFN²F ’.

3x3 pussel

För att samla en Rubik's Cube 3x3 måste du gå igenom sju steg:

  1. Samla rätt kors i det första lagret. Elementets kors, vilken färg som ska samlas gör ingen skillnad, men många föredrar att börja med en vit färg.
  2. Ordna hörnen på det första lagret och den första raden med kuber monteras.
  3. Placera ribborna på den mellersta raden på sina platser, efter detta steg kommer två lager att samlas.
  4. Sätt i rätt kors på underskiktet.
  5. Placering av hörnelement på sina platser, medan färgerna på deras ansikten ska motsvara det ockuperade hörnet, men inte nödvändigtvis vara på plats.
  6. Det sista steget består i att vända hörnelementen till rätt position.

När du börjar montera pusslet är det viktigt att du inte roterar kuben i dina händer så att du inte går vilse i arrangemanget av ansikten, vilken är den övre, högra, bakre, vänster eller framsidan.

Rubiks kub 4x4

Lösningen på denna pusselvariant, trots sin stora kapacitet, kan genomföras i färre steg:

  1. Montering av centra - du måste placera fyra element i samma färg i mitten av varje ansikte. Här är det värt att uppmärksamma att kubens centra inte är fixerade, det vill säga att du självständigt kan välja vilken färg som ska vara motsatt till vilken.
  2. Montering av revben. I detta skede måste du koppla ihop kanten på deras platser. Om allt görs på rätt sätt får vi efter det en kub där endast hörnelementen kommer att vara på sin plats.
  3. Hörninriktning och paritet. Genom att använda formler för Rubiks kub 3x3 och bara rotera ytterkanterna kan du montera pusslet helt. Det är riktigt, i detta skede kan inte allt vara så smidigt, pariteter kan förekomma - situationer som är omöjliga i en 3x3 kub. Det kan hända att efter deras lösning är harmonin i det övre lagret lite förstört, det finns inget att oroa sig för, algoritmerna för den klassiska versionen av pusslet hjälper till att ordna dem i nödvändig ordning.

5x5 snabb pusselmontering

Pusselns stora kapacitet påverkar inte signifikant algoritmen för att lösa det, stegen kommer att vara desamma:

  1. Först samlar vi in ​​centren för nio centrala kuber av samma färg på varje ansikte. För att utföra detta steg är det inte alls nödvändigt att memorera formler, förstå processen kommer att förenkla uppgiften kraftigt och förvandla den till vanliga platser.
  2. Vi samlar och ordnar på deras platser tripplarna på revbenen. För att lösa detta problem är det inte nödvändigt att rotera de centrala skikten, alla manipulationer bör endast ske med de externa.
  3. Om det visade sig att alla kanter samlades, förutom två, som inte kan ersättas, kallas denna situation paritet. Först efter dess lösning kan vi gå vidare till det sista monteringsstadiet.

Det snabbaste sättet. Jessica Friedrich-metoden

Denna metod för höghastighetsmontering används ofta av speedcubers, men det rekommenderas inte för nybörjare som är bättre på att lära sig steg-för-steg-algoritmen först för att förstå pusselprincipen.

För att behärska Jessica Friedrich-metoden måste du komma ihåg så många som 119 (!) Algoritmer som kommer att användas i följande steg:

  1. Arrangemang av element i rätt kors på den inledande sidan, i genomsnitt kan detta problem lösas i sju drag.
  2. Återställa placeringen av elementen i det första och det andra lagret genom att arrangera fyra par sidovinkel. För att sätta varje par på motsvarande sida måste du också göra sju drag i genomsnitt.
  3. Orientering av det återstående omonterade lagret när både kanter och hörn vänds så att de ser upp med färgen på det sista ansiktet. För att lösa detta problem måste du behärska femtiosju permutationer.
  4. Flytta element i det sista lagret, för vilket du måste behärska ytterligare 21 algoritmer. Enligt genomsnittliga uppskattningar gör Jessica Friedrich-metoden det möjligt att lösa 3x3-pusslet i 56 drag.

Hur man samlar in en Rubiks kub med slutna ögon

Om dina färdigheter är tillräckliga för stabila resultat genom att lösa Rubiks kub med öppna ögon på en minut kan du behärska en ny stegblind montering. Här är det inte lösningen av pusslet som sådan som kommer fram, utan minnet om arrangemanget av omordnade element på ansikten.

Så i snabbkubningstävlingar inkluderar blind monteringstid inte bara tiden för direkt manipulation av kuben, utan också tiden att undersöka den.

Speedcubers använder ofta Roman Room-metoden, som också kallas palatset eller Cicero's Road, för att komma ihåg. Kärnan i metoden är att ett rum eller en välkänd rutt återskapas i fantasin, och koncept (i vårt fall, platsen för pusselelement) är bundna till föremål i rummet eller längs vägen. Sedan löser du pusslet återstår det bara att gå längs den bekanta vägen (eller rummet) och sätta elementen på sina platser.

Du borde inte bli upprörd om du inte lyckas samla in Rubik-kuben för första gången, för även om användningen av känslan av beröring lyckas praktiskt taget ingen lösa detta problem utan att träna första gången.

Vem äger den snabbaste build-skivan

För att snabbt montera en Rubiks kub behöver du inte bara behärska behärska algoritmerna för att flytta pusselbitar till önskade positioner. Detta kräver också mästerlig handfärdighet och hastighet på händerna.

För dem som avsåg att montera detta pussel för första gången kan det ta några timmar till ett par dagar att lösa det, men australiensen Felix Zemdegs 2016 löste detta rumsliga problem på bara 4,73 sekunder. Detta resultat verkar imponerande, bara det är inte gränsen för hastigheten för den mänskliga hjärnan och händerna, eftersom redan 2017 en ny prestation av den amerikanska femtonåriga tonåringen Patrick Pons spelades in. Bara 4,69 sekunder räckte för honom.

Nu är det dags att ta andetag och ta reda på vad och vem som äger rekorden för höghastighetsmontering av Rubiks kub. Samma Felix Zemdegs 2018 bröt inte bara hans rekord, utan också den amerikanska unga forskaren, efter att ha avslutat pusslet på 4,22 sekunder.

Tillhörande programvara:Mer från författaren: