Жаңадан бастаушыларға арналған Рубик текшесі 3x3 алгоритмі. Рубик текшесіндегі өрнектер 3х3

2024 Автор: Sierra Becker | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-02-26 05:47

1975 жылы мүсінші Эрне Рубик «Сиқырлы кубик» деп аталатын өнертабысқа патент берді. 40 жылдан астам уақыт бойы басқатырғыштарға барлық құқықтар өнертапқыштың жақын досы Том Кроэнердің Seven Towns Ltd деп аталатын компаниясына тиесілі болды. Ағылшын фирмасы текшені бүкіл әлем бойынша өндіру мен сатуды бақылайды. Венгрияда, Германияда, Португалияда және Қытайда пазл өзінің бастапқы атауын сақтап қалды, басқа елдерде ойыншық Рубик кубигі деп аталады.

Пазл нұсқалары

Классикалық Рубик кубигі 3-3 шаршыдан тұрады. Уақыт өте келе олар ойыншықтарға арналған пішіндер мен өлшемдердің үлкен санын ойлап тапты. Пирамида немесе 17х17 текше түріндегі басқатырғышпен ешкім ешкімді таң қалдыра алмайды. Дегенмен, адамзат ешқашан жеткен жетістіктеріне тоқтамайды.

Бұл текшені жаңадан бастағандар үшін құрастыру схемасы жоқ екені анық. Пазлды құрастыру және шешу процесі жылдарға созылуы мүмкін. Соңғы кезде тек Азия мен Еуропада ғана емес, текшеге деген қызығушылық артып келедіойыншық онша танымал емес еді, мысалы, АҚШ-та. Рубик текшесінің жанкүйерлерінің бірі 17-ден 17-ге пазл құрастыруды түсірді. Бейнебаянның жалпы ұзақтығы 7,5 сағатты құрайды, түсірілім бір апта ішінде жүргізілді.

Өсуі сұраныс ұсынысты тудырады. Кейде сатылатын модельдер керемет және олар жиналған кезде қалай көрінетіні әрқашан анық емес. Әр елде өзінің сүйікті ойыншықтары бар.

Спидкубинг дегеніміз не?

Ойын жанкүйерлері текшені шешу жылдамдығында нағыз жарыстар ұйымдастырады. Сатылымда арнайы «жоғары жылдамдықты» басқатырғыштар бар. Мұндай Рубик текшелерінің айналу механизмі өте сапалы, ал беттер мен қатарлардың бұрылыстарын бір саусақтың қозғалысымен жасауға болады.

World Cube Association (WCA) – спидкубинг қозғалысын қолдайтын коммерциялық емес ұйым. WCA тұрақты түрде бүкіл әлемде жарыстар ұйымдастырады. Барлық елдерде дерлік ұйым өкілдері бар. Кез келген адам speedcubing оқиғасының қатысушысы бола алады, сізге тек сайтқа тіркеліп, құрастыру стандартына сай болу жеткілікті. Мұндай жарыстардағы ең танымал пән - Рубик кубигін 3х3 жылдамдықпен құрастыру. Қатысу стандарты 3 минутты құрайды, бірақ адам берілген уақытта мәселені шеше алмаса да, ол іс-шараға жіберіледі. Сіз кез келген пәнге жазыла аласыз, бірақ сізге өзіңіздің басқатырғышыңызбен келуіңіз керек.

3x3 Рубик кубигін шешу рекорды инженер Альберт Бир жасаған Sub1 роботына тиесілі. Машина акцияларға арналған басқатырғышты шеше аладысекунд, ал адамға 4,7 секунд қажет (2016 жылы Матс Валктың жетістігі). Көріп отырғаныңыздай, спидкубинг қозғалысына қатысушылардың іздейтін біреулері бар.

3x3 Рубик кубигін шешу үшін қандай алгоритмдер бар?

Әйгілі басқатырғышты шешудің көптеген жолдары бар. Рубик текшесін құрастыру схемаларының 3x3 нұсқалары күрделі схемалары бар жаңадан бастағандар үшін де, озық адамдар үшін де әзірленді: 4x4, 6x6 және тіпті 17x17.

3x3 басқатырғыш нұсқасын көптеген жанкүйерлер сүйікті классика деп санайды. Сондықтан, Рубик кубигін 3x3 шешуге қатысты басқа нұсқауларға қарағанда әлдеқайда көп нұсқаулар бар.

Пазл қандай болуы керек?

Ойыншықты алдын ала дайындалған күйде ғана схема бойынша құрастыруға болады. Егер текшенің беттеріндегі өрнектер дұрыс орналаспаса, оны жаңадан бастаушыларға арналған 3x3 Рубик текшесін құрастыру алгоритмі арқылы шешу мүмкін болмайды. Әртүрлі шешімдер үшін осындай позициялар жинағы бар.

Суретте "ақ крест" немесе жай "крест" көрсетілген - 3x3 Рубик текшесін шешудің ең оңай жолының бастапқы нүктесі. Ойыншықты дұрыс бөлшектеу және бүктеу ұсынылады.

Схема белгілеулері және текшені айналдыру жолдары

Рубик кубигі 3x3 формулаларын бөлшектеуге кіріспес бұрын, спидкубингте қолданылатын белгілерді үйрену керек. Пазлдың барлық қимылдары бас әріптермен белгіленеді. Таңбаның үстінде апострофтың болмауы, егер символ болса, айналу сағат тілімен жүретінін білдіредіболса, қарама-қарсы бағытта бұрыңыз.

Қозғалысты білдіретін ағылшын (немесе орыс) сөздерінің бірінші әріптері әдетте қабылданады:

• алдыңғы - F немесе Ф - алдыңғы жағының айналуы;
• артқа - B немесе T - артқы жағына айналдыру;
• сол - L немесе L - сол жолдың айналуы;
• оңға - R немесе R - оңға жолды бұру;
• жоғары - U немесе B - жоғарғы жолдың айналуы;
• төмен -D немесе H - төменгі жолдың айналуы.

Сондай-ақ, көрсеткіштерді текшенің кеңістіктегі орнын өзгерту үшін пайдалануға болады - ұстап алу қозғалыстары. Мұнда да бәрі қарапайым, мектептегі геометрия курсынан бастап, барлығы X, Y және Z координаталық осьтерді біледі. X қозғалысы текшені F бетімен U бетінің орнына бұру керек дегенді білдіреді. Y - F ауысуы, ол L орнында тұруы керек, ал Z - F айналдырғанда R орнына жылжиды.

Келесі таңбалар тобы сирек пайдаланылады, ол өрнектердің үлгілерін құрастыру кезінде қолданылады:

• M - ортаңғы қатардағы бұрылыс, оңға (О/О) және солға (С/Ж);
• S - ортаңғы қатардың бұрылысы, алдыңғы (F/F) және артқы (B/T);
• E - жоғарғы (U/B) және төменгі (D/H) арасында ортаңғы жолды бұрыңыз.

Неге текшенің беттеріне өрнектерді жинау керек?

Speedcubing кездесулерінде олар тек жұмбақтарды шешуде ғана емес, сонымен қатар 3x3 Рубик кубигінде әртүрлі өрнектер жасау қабілетінде де жарысады. Олар мұны текшені қажетті орынға тез және оңай жинау үшін жасайды.

Әртүрлі өрнектерді құрастыруға арналған көптеген схемалар бар: «нүктелер», «шахмат», «шахматпен нүктелер»,«зигзаг», «масон», «текшедегі текше» және т.б. Тек классикалық басқатырғыштар үшін олардың саны 46-дан астам. Спидкубинг шеберлері ойыншықты бөлшектеуді ұят санайды. Сондай-ақ, 3x3 рубик текшесінде өрнектер жасау - жаттығудың және дағдыларыңызды жетілдірудің тамаша тәсілі.

Сурет әртүрлі басқатырғыш үлгілерінің нұсқаларын көрсетеді. Төменде крест позициясынан ең қызықты үлгілерді жинауға арналған тағы бірнеше формула берілген:

• шахмат - M²E²S^2;
• зигзаг - (PLFT)3;
• four z - (PLFT)³B²N^2;
• Плуммер кресті - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• текшедегі текше - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

Жаңадан бастаушыларға арналған 3x3 Рубик кубигі алгоритмі

Сөзжұмбақ шешудің көптеген жолдары болғанымен, жаңадан бастаушылар үшін қарапайым және түсінікті схемаларды табу оңай емес. Әрбір аяқталған құрастыру қадамымен Рубиктің 3x3 текше формулалары қиындай түседі. Үлгіні дұрыс өзгертіп қана қоймай, бұрын жасалған нәрсені сақтау керек. Төменде 3x3 Рубик кубигін оңай шешудің нұсқаларының бірі берілген.

Дәстүрлі түрде бүкіл процесті келесі кезеңдерге бөлуге болады:

1. Текшенің жоғарғы жағындағы крест құрастыру.
2. Беттің үстіңгі жағының дұрыс құрамы.
3. Ортаңғы қабаттарда жұмыс.
4. Соңғы қатардағы қабырғаларды дұрыс құрастыру.
5. Айқас құрастырутөменгі жиегі.
6. Текшенің соңғы бетінің бұрыштарының дұрыс бағыты.

Жұмбақ шешу - Дайындық жұмысы

Бірінші қадам - ең оңай. Жаңадан бастаушылар берілген нұсқауларға сәйкес текше үлгілерін жасап, өз күштерін сынап, жаттыға алады, бірақ бұл процесс ұзақ уақыт алады.

Ең алдымен жиналатын үстіңгі бетті және түсті таңдау керек. Жаңадан бастаушыларға арналған 3x3 Рубик текшесін құрастыру алгоритмі «крест» позициясынан әзірленді. Оны жасау қиын емес, сіз орталық түсті таңдап, бір реңктің 4 шеткі элементтерін тауып, таңдалған бетке көтеруіңіз керек. Суреттегі түсті көрсеткі қажетті бөлікті көрсетеді. Қажетті элементтің орналасу нұсқалары әртүрлі болуы мүмкін, осыған байланысты A және B әрекеттерінің 2 тізбегі сипатталады. Қиындық текшенің бүйірлері бойынша крестті жалғастыруда. Сахнаның соңғы түрін жоғарыда жарияланған суреттен мұқият қарай аласыз.

Пазл шешімі - ортаңғы қатарда жұмыс

Жаңадан бастаушыларға арналған 3x3 Рубик текшесінің осы кезеңінде беттің үстіңгі бөлігінің бұрыштық элементтерін тауып, құрастыру керек. Түпкі нәтиже пазлдың айқас беті мен жоғарғы жолының толық шешімі болуы керек.

Сурет үш ықтимал қыр үлгісін көрсетеді. A, B немесе C әдістерінің бірін таңдай отырып, текшенің барлық 4 бұрышын жинау керек. еске түсіруайналдыру алгоритмдері және оларды жаттықтыру, басқатырғыштарды құрастыру дағдылары мен шеберлігі игеріледі. Формулаларды қарастыру және процесті елестету мағынасыз, текшені алып, барлық әдістерді іс жүзінде қолданып көру әлдеқайда оңай.

Үшінші қадам қарапайым болып көрінеді, бірақ бұл тек сыртқы көрініс. Оны шешу үшін үлгілердің екі жағдайы сипатталады және сәйкесінше екі айналу формуласы құрастырылады. Оларды қолдану кезінде бұрын қол жеткізілген нәтижелерді сақтауды есте ұстаған жөн. Шеберлер соңғы 3-4 айналымды үнемі жадында сақтайды, осылайша сәтсіздікке ұшыраған жағдайда текшені бастапқы күйіне қайтарады.

Сөзжұмбақты шешу үшін қажетті элементтерді іздеуде оны координат осі бойымен бұру және олармен жұмыс істеу керек. Мұндай қозғалыстар формулаларда сирек көрсетіледі, тек ерекше жағдайларда. Төменгі жолдардың элементтерінен жиек беттерін жинауды бастау ұсынылады, мұндай айналымдардан кейін барлық қажетті текшелер ортаңғы қатардан төменгі жолға түседі.

Сөзжұмбақ шешу - екінші крестті құрастыру

Төртінші кезеңде ойыншық төңкеріледі. Соңғы бетті шешу - жаңадан бастағандар үшін 3x3 Рубик текшесі алгоритмінің ең қиын бөлігі. Айналу формулалары ұзақ және күрделі және оларды орындау ерекше күтімді қажет етеді. Акцияның мақсаты - крестті одан әрі сызу үшін қабырғалардың элементтерін өз орындарына орналастыру. Қабырға бөліктерінің бағыты дұрыс емес болуы мүмкін. Текше қозғалысы формуласыбіреу ғана бар және ол кезең мақсатына жеткенше қолданылуы керек.

Бесінші кезеңнің айналулары элементтерді оң жаққа бұруға бағытталған. Оның ерекшелігі суреттегі барлық үш үлгі үшін бірдей айналу формуласы қолданылғанында, тек текшенің бағдарында ғана айырмашылық бар.

5-ші кезеңдегі қозғалыстардың формулалары келесідей:

• (PS_N)⁴ V (PS_N) ^{4 B' – «A» опциясы;}
• (PS_N)⁴ B' (PS_N) ^{4 C - опция "B";}
• (PS_N)⁴ B² (PS_N)⁴ B^{2 – B опциясы.}

С_{Н - ортаңғы жолдың сағат тілімен айналуы, ал жақшаның үстіндегі көрсеткіш - жақшадағы әрекеттердің қайталану саны.}

Сөзжұмбақ шешу - соңғы айналымдар

Алтыншы кезеңде, сондай-ақ төртінші кезеңде, бағдарына қарамастан, қажетті текшелер өз орындарына орналастырылады. Пазлды дұрыс жерде тұрған элемент текшенің жоғарғы жағындағы сол жақ шеткі бұрышта орналасқандай етіп бұру керек. Формуланы шешу үшін ұсынылған нұсқалар бір-бірін көрсетеді. Қажетті нәтижеге жеткенше айналымдарды қайталау қажет.

Жетінші кезең – ең салтанатты және ең қиын кезең. Текшені айналдыру кезінде бұрыннан жиналған жолдардағы бұзушылықтар сөзсіз. Қажет едіқозғалыстарға толығымен назар аударыңыз, әйтпесе құрастыру нәтижесі қайтарымсыз бұзылуы мүмкін. Бесінші кезеңдегідей қозғалыстардың тек бір тізбегі бар, бірақ ол 4 рет қайталанады. Алдымен элементті бағдарлау үшін айналдыру орындалады, содан кейін үзілген жолдарды қалпына келтіру үшін кері айналдыру орындалады.

Ағылшын алфавитінің таңбаларын пайдаланып қозғалыстарды жазуды ұмытпау керек. Осы кезеңдегі текшенің беттері мен қатарларының қозғалыстарының формулалары келесідей:

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

B - үстіңгі бетті 90 градусқа бұру, B' - бір бетті сағат тіліне қарсы айналдыру және B2 - екі есе бұру.

Сахнаның күрделілігі элементтердің орналасуын дұрыс бағалауда және қажетті айналдыру опциясын таңдауда. Жаңадан бастағандар үшін үлгіні бірден дұрыс анықтау және оны дұрыс формуламен сәйкестендіру қиын болуы мүмкін.

Рубик кубигі және балалар

Қиын пазл ересектерді ғана емес, балаларды да қызықтырады. Жасөспірімдер Рубик кубигін шешу бойынша әлемдік рекордшылар атанды. 2015 жылы ол кезде небәрі 15 жаста болған Колин Бернс ойыншықты 5,2 секундта жинады.

5 онжылдық бойына өскелең ұрпақты қызықтырған қарапайым, бірақ көңілді ойыншық. Балалардың хоббиі көбінесе кәсіпке айналады. Рубик кубы есептерінің шешімін бағалаудың математикалық әдістері бар. Математиканың бұл саласы үшін қолданыладыавтоматтандырылған компьютерлер үшін шешім алгоритмдерін құру және жазу. Текшені шешу жолдарын шынымен іздейтін және алдын ала жасалған қозғалыс алгоритмін орындамайтын роботтар басқатырғышты 3 секундта шешеді, мысалы, CubeStormer 3.