Rubiku kuubiku 3x3 algoritm algajatele. Rubiku kuubiku mustrid 3x3

2024 Autor: Sierra Becker | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-26 04:49

1975. aastal patenteeris skulptor Erne Rubik oma leiutise nimega "Võlukuubik". Rohkem kui 40 aastat on kõik õigused puslele kuulunud leiutaja lähedase sõbra Tom Kroeneri ettevõttele Seven Towns Ltd. Inglise firma kontrollib kuubiku tootmist ja müüki kogu maailmas. Ungaris, Saksamaal, Portugalis ja Hiinas on pusle säilitanud oma esialgse nime, teistes riikides kannab mänguasja nime Rubiku kuubik.

Puslete variatsioonid

Klassikaline Rubiku kuubik on 3 x 3 ruutu. Aja jooksul leidsid nad mänguasjade jaoks tohutul hulgal kujundeid ja suurusi. Püramiidi või 17x17 kuubiku kujul oleva puslega ei suuda keegi kedagi üllatada. Inimkond ei jää aga kunagi loorberitele puhkama.

Ilmselt pole selle kuubiku algajatele koosteskeemi olemas. Pusle kokkupanemise ja lahendamise protsess võib kesta aastaid. Viimasel ajal on huvi kuubiku vastu kasvanud mitte ainult Aasias ja Euroopas, vaid kakus mänguasi polnud eriti populaarne, näiteks USA-s. Üks Rubiku kuubiku fännidest filmis 17 x 17 pusle kokkupanemist. Video kogupikkus on 7,5 tundi, võtted toimusid nädala jooksul.

Kasvav nõudlus loob pakkumise. Mõnikord on müügil olevad mudelid uskumatud ja alati pole selge, kuidas need kokkupanduna välja näevad. Igal riigil on oma lemmikmänguasjad.

Mis on speedcubing?

Mängu fännid korraldavad kuubiku lahendamise kiiruses tõelisi võistlusi. Müügil on spetsiaalsed "kiire" mõistatused. Selliste Rubiku kuubikute pöörlemismehhanism on väga kvaliteetne ning nägude ja ridade pöördeid saab teha ühe sõrme liigutusega.

World Cube Association (WCA) on mittetulundusühing, mis toetab kiirkuubiku liikumist. WCA korraldab regulaarselt võistlusi üle maailma. Peaaegu kõikides riikides on organisatsiooni esindajad. Speedcubingu üritusel võivad osaleda kõik soovijad, tuleb vaid kohapeal registreeruda ja täita kokkupanekustandardid. Kõige populaarsem distsipliin sellistel võistlustel on Rubiku kuubiku 3x3 kiire kokkupanek. Osalemise norm on 3 minutit, kuid isegi kui inimene ei suuda etteantud aja jooksul probleemi lahendada, lubatakse ta siiski üritusele. Võite registreeruda mis tahes erialale, kuid peate tulema oma puslega.

3x3 Rubiku kuubiku lahendamise rekord kuulub insener Albert Beeri loodud robotile Sub1. Masin suudab lahendada aktsiate jaoks mõeldud mõistatusesekundit, samas kui inimesel kulub 4,7 sekundit (Mats Valki saavutus 2016. aastal). Nagu näete, on kiirkuubiku liikumises osalejatel, kellele otsa vaadata.

Millised algoritmid on olemas 3x3 Rubiku kuubiku lahendamiseks?

Kuulsa mõistatuse lahendamiseks on palju võimalusi. Rubiku kuubiku monteerimisskeemide 3x3 variandid on välja töötatud nii algajatele kui ka edasijõudnutele keerukate skeemidega: 4x4, 6x6 ja isegi 17x17.

Enamik fänne peab 3x3 pusle varianti lemmikklassikaks. Seetõttu on Rubiku kuubiku 3x3 lahendamiseks palju rohkem juhiseid kui teistel.

Milline pusle peaks välja nägema?

Skeemi järgi mänguasja on võimalik kokku panna ainult eelnev alt ettevalmistatud asendist. Kui kuubiku esikülgedel asuvad mustrid valesti, ei ole seda võimalik lahendada algajatele mõeldud 3x3 Rubiku kuubiku kokkupanemise algoritmi abil. Erinevate lahenduste jaoks on komplekt selliseid positsioone.

Joonisel on "valge rist" või lihts alt "rist" – 3x3 Rubiku kuubiku lahendamise lihtsaima viisi alguspunkt. Soovitatav on mänguasi õigesti lahti võtta ja kokku voltida.

Skeemi tähistused ja kuubi pööramise viisid

Enne kui hakkate Rubiku kuubiku 3x3 valemeid lahti võtma, peaksite õppima kiirkuubikus kasutatavat tähistust. Kõik pusle liikumised on tähistatud suurtähtedega. Apostroofi puudumine sümboli kohal tähendab, et pöörlemine toimub päripäeva, kui sümbolon, siis pöörake vastupidises suunas.

Liikumist tähistavate inglise (või vene) sõnade esimesed tähed on üldiselt aktsepteeritud:

• ees - F või Ф - esikülje pööramine;
• tagasi – B või T – tagakülje pööramine;
• vasak - L või L - vasakpoolse rea pööramine;
• parem – R või R – rea pööramine paremale;
• üles – U või B – ülemise rea pööramine;
• alla -D või H - alumise rea pööramine.

Samuti saab osutitega muuta kuubi asukohta ruumis – pe altkuulamisliigutused. Ka siin on kõik lihtne, alates geomeetria koolikursusest teavad kõik koordinaatteljed X, Y ja Z. X liikumine tähendab, et kuubik tuleb pöörata näo F võrra tahu U kohale, kui nihutades Y - F, peaks see toimuma L ja Z - F pööramisel liigub R.

Järgmist sümbolirühma kasutatakse harva, seda kasutatakse mustrite mustrite koostamisel:

• M - keskmise rea pööre, parema (R/R) ja vasaku (L/L) vahel;
• S - keskmise rea pööramine esiosa (F/F) ja tagumise (B/T) vahel;
• E – pöörake keskmist rida ülemise (U/B) ja alumise (D/H) vahel.

Milleks koguda mustreid kuubi esikülgedele?

Speedcubing'i koosolekutel võistlevad nad mitte ainult mõistatuste lahendamises, vaid ka oskuses teha 3x3 Rubiku kuubikule erinevaid mustreid. Nad teevad seda selleks, et kuubik kiiresti ja lihts alt soovitud asendisse koguda.

Erinevate mustrite kokkupanemiseks on tohutult palju skeeme: "täpid", "male", "punktid malega","siksak", "müürsepp", "kuubik kuubis kuubis" ja paljud teised. Ainult klassikalise pusle jaoks on neid rohkem kui 46. Speedcubingu meistrid peavad mänguasja lahtivõtmist häbiväärseks. Lisaks on 3x3 Rubiku kuubikul mustrite tegemine suurepärane viis oma oskuste harjutamiseks ja täiustamiseks.

Pildil on erinevate puslemustrite variatsioonid. Allpool on veel mõned valemid kõige huvitavamate mustrite kokkupanemiseks risti asukohast:

• male - M²E²S^2;
• siksak – (PLFT)3;
• neli z – (PLFT)³B²N^2;
• Plummeri rist – TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• kuubik kuubis kuubis - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

3x3 Rubiku kuubiku algoritm algajatele

Kuigi mõistatuse lahendamiseks on palju võimalusi, pole algajatele mõeldud lihtsaid ja selgeid skeeme nii lihtne leida. Iga lõpetatud kokkupanekuetapiga muutuvad Rubiku 3x3 kuubiku valemid keerulisemaks. Vajalik on mitte ainult mustri korrektne muutmine, vaid ka varem tehtu salvestamine. Allpool on üks võimalustest, kuidas 3x3 Rubiku kuubik lihts alt lahendada.

Tavapäraselt võib kogu protsessi jagada järgmisteks etappideks:

1. Risti kokkupanek kuubi ülaosas.
2. Kogu ülaosa õige koostis.
3. Keskmiste kihtide kallal töötamine.
4. Viimase rea ribide õige kokkupanek.
5. Risti kokkupanekalumine serv.
6. Kuubi viimase külje nurkade õige suund.

Mõletuste lahendamine – ettevalmistustöö

Esimene samm on kõige lihtsam. Algajad saavad kätt proovida ja harjutada kuubikumustrite tegemist vastav alt antud juhistele, kuid see protsess võtab kaua aega.

Peate valima pealmise näo ja värvi, mis kõigepe alt kogutakse. 3x3 Rubiku kuubiku komplekteerimisalgoritm algajatele töötati välja "risti" positsioonist. Selle valmistamine pole keeruline, peate valima keskse värvi, leidma 4 sama tooni servaelementi ja tõstma need valitud näole. Värviline nool pildil näitab soovitud osa. Soovitud elemendi asukoha valikud võivad olla erinevad, olenev alt sellest kirjeldatakse 2 tegevuste jada A ja B. Raskus seisneb risti jätkamises mööda kuubi külgi. Lava lõplikku vormi saate lähem alt vaadata ül altoodud pildil.

Puslelahendus – tööta keskmise reaga

Algajatele mõeldud 3x3 Rubiku kuubiku selles etapis peate leidma ja kokku panema ülapinna nurgaelemendid. Lõpptulemus peaks olema pusle ristpinna ja ülemise rea terviklik lahendus.

Pilt näitab kolme võimalikku tahumustrit. Valides ühe meetoditest A, B või C, peate koguma kuubi kõik 4 nurka. meenutadespöörlemisalgoritme ja neid harjutades omandatakse puslede kokkupanemise oskused ja meisterlikkus. Valemeid on mõttetu kaaluda ja protsessi ette kujutada, palju lihtsam on võtta kuubik ja proovida kõiki meetodeid praktikas.

Kolmas samm tundub lihtne, kuid see on vaid välimus. Selle lahendamiseks kirjeldatakse kahte mustrite olukorda ja vastav alt sellele koostatakse kaks pöörlemisvalemit. Nende rakendamisel tasub meeles pidada varem saavutatud tulemuste säilitamist. Meistrid hoiavad pidev alt mällu viimased 3-4 pööret, nii et tõrke korral viiks kuubiku algsesse olekusse.

Pusletuse lahendamiseks peate seda vajalike elementide otsimiseks mööda koordinaattelge pöörama ja nendega töötama. Selliseid liigutusi kuvatakse valemites harva, ainult erijuhtudel. Servapindade kokkupanemist on soovitatav alustada alumiste ridade elementidest, pärast selliseid pööramisi laskuvad kõik vajalikud kuubikud keskmisest reast alumisse ritta.

Pusletuse lahendamine – teise risti moodustamine

Neljandal etapil pööratakse mänguasi tagurpidi. Viimase näo lahendamine on algajatele mõeldud 3x3 Rubiku kuubiku algoritmi kõige keerulisem osa. Pöörlemisvalemid on pikad ja keerulised ning nende täitmine nõuab erilist hoolt. Tegevuse eesmärk on asetada ribielemendid oma kohale risti edasiseks joonistamiseks. Ribiosade suund võib olla vale. Kuubiku liikumise valemon ainult üks ja seda tuleks rakendada kuni etapi eesmärgi saavutamiseni.

Viienda etapi pööramised on suunatud elementide paremale küljele pööramisele. Selle eripära seisneb selles, et kõigi kolme joonisel kujutatud mustri puhul kasutatakse sama pöörlemisvalemit, erinevus on ainult kuubi enda orientatsioonis.

5. etapi liikumiste valemid on järgmised:

• (PS_N)⁴ V (PS_N) ^{4 B' – valik “A”;}
• (PS_N)⁴ B' (PS_N) ^{4 C – valik "B";}
• (PS_N)⁴ B² (PS_N)⁴ B^{2 – B-valik.}

С_{Н on keskmise rea pööramine päripäeva ja sulu kohal olev eksponent on sulgudes olevate toimingute korduste arv.}

Muuletuste lahendamine – viimased keerutused

Kuuendal ja ka neljandal etapil asetatakse vajalikud kuubikud oma kohale, olenemata nende orientatsioonist. Puslet tuleks pöörata nii, et element, mis on juba õiges kohas, asuks kuubiku ülaosas vasakpoolses nurgas. Valemi lahendamiseks pakutud variandid peegeldavad üksteist. Pööramisi tuleb korrata kuni soovitud tulemuse saavutamiseni.

Seitsmes etapp on kõige pidulikum ja raskeim. Kuubi pööramisel on rikkumised juba kokkupandud ridades vältimatud. Oleks vajakeskenduge täielikult liigutustele, vastasel juhul võib kokkupaneku tulemus pöördumatult rikkuda. Nagu viiendal etapil, on ainult üks liigutuste jada, kuid seda korratakse 4 korda. Esiteks pööratakse elemendi orienteerimiseks, seejärel pööratakse katkised read taastada.

Ei tohiks unustada liigutuste salvestamist inglise tähestiku tähemärkidega. Selle etapi kuubi tahkude ja ridade liikumise valemid on järgmised:

• (RF'R'F)² U (RF'R'F)^{2– valik "a";}
• (RF'R'F)² U' (RF'R'F)^{2 – valik "b";}
• (RF'R'F)² U² (RF'R'F)^{2 – valik "in".}

B - ülemise külje pööramine 90 kraadi võrra, B' - sama näo pööramine vastupäeva ja B2 - topeltpööramine.

Etapi keerukus seisneb elementide asukoha õiges hindamises ja vajaliku pöörlemisvõimaluse valikus. Algajatele võib olla keeruline mustrit kohe õigesti tuvastada ja õige valemiga sobitada.

Rubiku kuubik ja lapsed

Tricky pusle pole huvitav mitte ainult täiskasvanutele, vaid ka lastele. Teismelised said Rubiku kuubiku lahendamise maailmarekordiomanikeks. 2015. aastal pani Colin Burns, kes oli tol ajal vaid 15-aastane, mänguasja kokku 5,2 sekundiga.

Lihtne, kuid lõbus mänguasi, mis on nooremat põlvkonda huvitanud juba üle 5 aastakümne. Laste hobist areneb sageli välja elukutse. Rubiku kuubiku ülesannete lahenduse hindamiseks on olemas matemaatilised meetodid. Seda matemaatikaharu kasutatakselahendusalgoritmide koostamine ja kirjutamine automatiseeritud arvutitele. Robotid, mis tõesti otsivad viise kuubi lahendamiseks ega järgi eelnev alt juhitud liigutuste algoritmi, lahendavad mõistatuse 3 sekundiga, näiteks CubeStormer 3.