Kostka Rubika: schemat montażu dla początkujących, instrukcje krok po kroku

Erne Rubik, rzeźbiarz i architekt z Węgier, postanowił wynaleźć wizualną pomoc, która pomogłaby jego uczniom lepiej zrozumieć matematyczną teorię grup, ale magiczna kostka była tak lubiana przez uczonych w różnym wieku, że układanka szybko rozprzestrzeniła się po całym świecie, czyniąc jej wynalazcę milionerem. Schemat montażu Kostki Rubika na pierwszy rzut oka wydaje się niezwykle skomplikowany, ale jeśli dokładnie przestudiujesz opracowane algorytmy i zagłębisz się w zasadę asemblowania, rozwiązanie zagadki stanie się konkursem prędkości.

Struktura Kostki Rubika i nazwy rotacji

Bez podstawowej wiedzy na temat budowy Kostki Rubika bardzo trudno będzie przywrócić oryginalną formę tej układanki, nawet jąkając się, aby konkurować z prędkością jej montażu.

Bardziej popularna kostka 3x3 składa się z 26 elementów, które z kolei dzielą się na:

• centralne, nieruchome elementy, mające tylko jeden kolor i niezmieniające się względem siebie, jest ich tylko 6;
• żebralne (jest ich 12). Są dwukolorowe i zawsze pozostają na ścianach bocznych, bez względu na to, jakie obroty zostały wykonane;
• kątowe (8 elementów), które zawsze pozostają w rogach sześcianu i są pomalowane na 3 różne kolory.

W strukturze Kostki Rubika jest jeszcze jeden element, ukryty przed naszymi oczami - to krzyż, do którego przymocowane są centralne elementy.

W zależności od pojemności kostki niektórych elementów może być inna ilość lub będą one całkowicie nieobecne.Na przykład w układance 2x2 są tylko narożne kostki i jest ich tylko osiem.

Sześć ścian sześcianu jest pomalowanych na różne kolory. Warto zauważyć, że używane są tylko niektóre kolory, a na krzyżu zwykłej kostki Rubika są ułożone parami: biały - żółty, czerwony - pomarańczowy, zielony - niebieski.

Aby algorytmy rozwiązywania problemu przestrzennego zapisane w formułach stały się jasne, musisz nauczyć się ogólnie przyjętego międzynarodowego oznaczania twarzy i ich rotacji.

Jeśli weźmiesz sześcian w dłonie, twarz, która będzie skierowana w stronę erudyty, nazywa się przodem i jest oznaczona łacińską literą F, przeciwna strona to tył (B), a lewa (L), prawa (R), górna (U) i dolne strony są również podświetlone (D) aspekty.

Aby wskazać obrót konkretnej powierzchni o 90 ° we wzorach do montażu kostki Rubika, wskaż literę łacińską oznaczającą. Podczas podwójnego skrętu stoi obok niego liczba 2. Jeśli obrót odbywa się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, do litery dodaje się apostrof. Zatem R ¢ oznacza, że ​​prawą stronę należy obrócić raz o 90 ° w kierunku przeciwnym do ruchu zgodnego z ruchem wskazówek zegara.

Tajemnice budowania kostki Rubika: elementy, części, kluczowe pojęcia

Erne Rubik od złożenia układanki, którą wynalazł, zbiera się od miesiąca. Teraz dla tych, którzy decydują się na podbicie magicznej kostki, opracowano wiele metod.

Najpopularniejsze z nich:

• Dla początkujących - szczegółowy przewodnik, który dzieli algorytm rozwiązywania problemu na siedem etapów.
• Metoda Jessiki Friedrich jest najpopularniejszą metodą wśród fanów szybkiego montażu, choć pod wieloma względami przypomina algorytm dla początkujących.
• Intuicyjna metoda Valery'ego Morozova. Całkowicie brakuje jakichkolwiek formuł; jego istotą nie jest dawanie gotowego rozwiązania, ale pomoc w zrozumieniu struktury sześcianu, aby niezależnie dojść do rozwiązania zagadki.

Aby dowiedzieć się, jak złożyć kostkę Rubika, często zaleca się najpierw rozłożenie układanki na osobne elementy, a następnie złożenie. Pomoże to lepiej zrozumieć jego strukturę i szybko przyjąć algorytmy decyzyjne.

Przed przystąpieniem do opracowywania konkretnej techniki składania kostki należy zapoznać się z niektórymi pojęciami często występującymi w algorytmach.

Regularny krzyż to krzyż, w którym powierzchnie krawędzi pokrywają się z kolorami środkowych elementów po bokach, tworząc jednocześnie na górnej powierzchni kolor odpowiadający środkowemu elementowi.

Nieregularny krzyż różni się od prawidłowego tym, że kostki tworzące krzyż na górnej powierzchni nie pokrywają się z powierzchniami krawędzi elementów z kolorem boków.

Prawidłowe pary to pary elementów krawędzi o pasujących kolorach na odpowiednich powierzchniach, które można ustawić jednocześnie w pierwszej i drugiej warstwie układanki.

Schematy i etapy montażu Kostki Rubika dla początkujących

W tej chwili istnieje kilka opcji mechanicznej układanki, która pojawiła się w 1974 roku. Są to sześciany z różną liczbą elementów tworzących twarz, a także podobne łamigłówki: piramida Mefferta i wąż, składający się z segmentów - regularnych trójkątów. Rozważ sekwencję i etapy montażu różnych odmian sześciennych.

Jak zebrać Kostkę Rubika 2x2

Układanka Rubik o pojemności 2x2 jest również nazywana Mini-kostką. Chociaż ta łamigłówka pojawiła się nieco później, stała się nie skomplikowaną, ale lekką wersją klasycznej kostki. Początkujący uczony będzie w stanie opanować swój montaż w zaledwie 20-30 minut.

Rozwiązanie puzzli obejmuje tylko trzy etapy:

1. Montaż pierwszej warstwy - musisz połączyć elementy sześcianu, aby na dolnej warstwie były wszystkie tego samego koloru, a ich boczne ściany pasowały kolorami w parach.
2. Rozmieszczenie elementów górnej warstwy. Na tym etapie musisz określić kolor dolnej warstwy. Nie tylko on jest obecny w dolnej warstwie. Następnie umieść kostki górnego rzędu w tych narożnikach, które będą odpowiadały kolorom na krawędziach elementu, ale nie jest konieczne, aby kolor był na swoim miejscu.
3. Obracanie elementów górnej warstwy - konieczne jest obrócenie kostek narożnych w prawo lub w lewo, aby znalazły się we właściwych pozycjach, a kostka Rubika zostanie zmontowana.

Aby prawidłowo ułożyć kostki dolnej i górnej warstwy, stosuje się następujące formuły:

• wymienne elementy ukośne - WWFWP’V’F ’;
• zmiana układu sąsiednich elementów - FVF’V’L’V’L.

Aby przesunąć ściany elementu:

• zgodnie z ruchem wskazówek zegara - FN²F’P’N²P;
• przeciwnie do ruchu wskazówek zegara - P’N²PFN²F ”.

Puzzle 3x3

Aby zebrać Kostkę Rubika 3x3, musisz przejść przez siedem etapów:

1. Zbierz właściwy krzyż w pierwszej warstwie. Krzyż elementów, jaki kolor zbierać, nie robi żadnej różnicy, ale wielu woli zacząć od białego koloru.
2. Ułóż rogi pierwszej warstwy, a pierwszy rząd kostek zostanie złożony.
3. Umieść żebra środkowego rzędu na swoich miejscach, po tym etapie zostaną zebrane dwie warstwy.
4. Montaż prawidłowego krzyża na dolnej warstwie.
5. Umieszczenie elementów narożnych w ich miejscach, podczas gdy kolory ich twarzy powinny odpowiadać zajmowanemu narożnikowi, ale niekoniecznie muszą być na miejscu.
6. Ostatni etap polega na obróceniu elementów narożnych we właściwe pozycje.

Rozpoczynając układanie puzzli, ważne jest, aby nie obracać sześcianu w dłoniach, aby nie zgubić się w układzie twarzy, z których jedna jest u góry, z prawej, z tyłu, z lewej lub z przodu.

Kostka Rubika 4x4

Rozwiązanie tego wariantu łamigłówki, pomimo jego dużej pojemności, można wykonać w kilku etapach:

1. Montaż centrów - musisz umieścić cztery elementy tego samego koloru na środku każdej twarzy. Tutaj warto zwrócić uwagę, że centra tego sześcianu nie są ustalone, to znaczy można niezależnie wybrać, który kolor będzie przeciwny do którego.
2. Montaż żeber. Na tym etapie musisz sparować twarze krawędzi w ich miejscach. Jeśli wszystko zostanie wykonane poprawnie, to otrzymamy sześcian, w którym tylko elementy narożne będą nie na miejscu.
3. Wyrównanie narożników i parzystość. Używając wzorów kostki Rubika 3x3 i obracając tylko zewnętrzne krawędzie, możesz całkowicie złożyć układankę. To prawda, że ​​na tym etapie nie wszystko może być tak płynne, mogą pojawić się parzystości - sytuacje niemożliwe w kostce 3x3. Może się zdarzyć, że po ich rozwiązaniu harmonia górnej warstwy jest nieco zniszczona, nie ma się o co martwić, algorytmy dla klasycznej wersji układanki pomogą ułożyć je w niezbędnej kolejności.

Szybki montaż puzzli 5x5

Duża pojemność układanki nie wpływa znacząco na algorytm jej rozwiązywania, kroki będą takie same:

1. Najpierw zbieramy centra dziewięciu centralnych kostek tego samego koloru na każdej twarzy. Aby wykonać ten etap, wcale nie jest konieczne zapamiętywanie formuł; zrozumienie procesu znacznie uprości zadanie, zamieniając go w zwykłe miejsca.
2. Zbieramy i układamy na ich miejscu potrójne twarze żeber. Aby rozwiązać ten problem, nie trzeba obracać warstw środkowych, wszystkie manipulacje powinny odbywać się tylko za pomocą zewnętrznych.
3. Jeśli okaże się, że wszystkie krawędzie zostały zebrane, z wyjątkiem dwóch, których nie można zastąpić, wówczas sytuację tę nazywa się parzystością. Dopiero po jego rozwiązaniu możemy przejść do końcowego etapu montażu.

Najszybszy sposób. Metoda Jessiki Friedrich

Ta metoda szybkiego montażu jest najczęściej stosowana przez speedcuberów, ale nie jest zalecana początkującym, którzy lepiej poznają algorytm krok po kroku, aby najpierw zrozumieć zasadę układanki.

Aby opanować metodę Jessiki Friedrich, musisz zapamiętać aż 119 (!) Algorytmów, które zostaną użyte w następujących krokach:

1. Układ elementów we właściwym krzyżu po stronie początkowej, średnio problem ten można rozwiązać w siedmiu ruchach.
2. Przywrócenie położenia elementów pierwszej i drugiej warstwy przez ułożenie czterech par kąta bocznego. Aby umieścić każdą parę po odpowiedniej stronie, musisz również wykonać średnio siedem ruchów.
3. Orientacja pozostałej niezmontowanej warstwy, gdy zarówno krawędzie, jak i rogi są obrócone, tak aby wyglądały w kolorze ostatniej powierzchni. Aby rozwiązać ten problem, musisz opanować pięćdziesiąt siedem permutacji.
4. Przenoszenie elementów w ostatniej warstwie, dla której musisz opanować kolejne 21 algorytmów. Według średnich szacunków metoda Jessiki Friedrich pozwala rozwiązać zagadkę 3x3 w 56 ruchach.

Jak zebrać Kostkę Rubika z zamkniętymi oczami

Jeśli twoje umiejętności są wystarczające do uzyskania stabilnych wyników, rozwiązując kostkę Rubika z otwartymi oczami w ciągu jednej minuty, możesz opanować nowy krok - montaż w ciemno. W tym przypadku nie chodzi o rozwiązanie samej układanki, ale o zapamiętanie ułożenia ułożonych elementów na twarzach.

Tak więc w zawodach speedcubingowych czas montażu w ciemno obejmuje nie tylko czas bezpośredniej manipulacji kostką, ale także czas na jej zbadanie.

Speedcubery często używają metody Roman Room, zwanej także Pałacem lub Cicero's Road. Istotą tej metody jest odtworzenie w wyobraźni pokoju lub znanej trasy, a koncepcje (w naszym przypadku położenie elementów układanki) są powiązane z obiektami w pokoju lub wzdłuż drogi. Następnie, rozwiązując zagadkę, wystarczy przejść po znanej drodze (lub pokoju) i umieścić elementy na ich miejscu.

Nie powinieneś się denerwować, jeśli po raz pierwszy nie uda ci się zebrać kostki Rubika z zasłoniętymi oczami, ponieważ nawet przy użyciu zmysłu dotyku praktycznie nikomu nie uda się rozwiązać tego problemu bez pierwszego treningu.

Kto jest właścicielem najszybszej wersji kompilacji

Aby szybko złożyć kostkę Rubika, musisz nie tylko po mistrzowsku opanować algorytmy przenoszenia elementów układanki do żądanych pozycji. Wymaga to również mistrzowskiej zręczności i szybkości rąk.

Dla tych, którzy postanowili złożyć tę układankę po raz pierwszy, jej rozwiązanie może zająć od kilku godzin do kilku dni, ale Australijczyk Felix Zemdegs w 2016 roku rozwiązał ten problem przestrzenny w zaledwie 4,73 sekundy. Wynik ten wydaje się imponujący, ale nie jest to limit prędkości ludzkiego mózgu i rąk, ponieważ już w 2017 r. Odnotowano nowe osiągnięcie amerykańskiego piętnastoletniego nastolatka Patricka Ponsa. Wystarczyło mu tylko 4,69 sekundy.

Teraz nadszedł czas, aby wziąć oddech i dowiedzieć się, kto i kto jest właścicielem rekordu szybkiego montażu Kostki Rubika. Ten sam Felix Zemdegs w 2018 roku pobił nie tylko swój rekord, ale także młodego amerykańskiego uczonego, który ukończył układankę w 4,22 sekundy.