Erne Rubik, sochař a architekt z Maďarska, se rozhodl vymyslet vizuální pomůcku, která by pomohla jeho studentům lépe porozumět matematické teorii skupin, ale magická kostka byla tak oblíbená učenci různého věku, že se hádanka rychle rozšířila po celém světě, čímž se jeho vynálezce stal milionářem. Schéma sestavení Rubikovy kostky na první pohled vypadá neuvěřitelně složitě, ale pokud si pečlivě prostudujete vyvinuté algoritmy a ponoříte se do principu sestavení, vyřešení hádanky se stane soutěží o rychlost.

Struktura Rubikovy kostky a názvy rotací

Bez základních znalostí o struktuře Rubikovy kostky bude velmi obtížné obnovit původní podobu této hádanky, aniž by koktání konkurovalo rychlostí jejího sestavení.

Běžnější kostka 3x3 se skládá z 26 prvků, které se dále dělí na:

  • centrální, nepohyblivé prvky, které mají pouze jednu barvu a nemění svoji vzájemnou polohu, je jich pouze 6;
  • pobřežní (jich je 12). Jsou dvoubarevné a vždy zůstávají na bočních stěnách, bez ohledu na to, jaké rotace byly provedeny;
  • úhlové (8 prvků), které vždy zůstávají v rozích krychle a jsou malovány ve 3 různých barvách.

Ve struktuře Rubikovy kostky je další prvek, skrytý před našimi očima - to je kříž, ke kterému jsou připojeny centrální prvky.

V závislosti na kapacitě krychle určitých prvků může existovat jiné množství, nebo budou zcela chybět.Například v hádce 2x2 jsou pouze rohové kostky a je jich pouze osm.

Šest tváří krychle je natřeno v různých barvách. Je pozoruhodné, že se používají pouze určité barvy a na kříži pravidelné Rubikovy kostky jsou uspořádány ve dvojicích proti sobě: bílá - žlutá, červená - oranžová, zelená - modrá.

Aby byly algoritmy pro řešení prostorového problému napsané vzorci jasné, musíte se naučit obecně přijímané mezinárodní označení tváří a jejich rotace.

Pokud vezmete krychli do svých rukou, pak tvář, která bude obrácena na erudit, se nazývá přední a je označena latinským písmenem F, opačná strana je zadní (B) a levá (L), pravá (R), horní (U) a spodní strana jsou také zvýrazněny. (D) fasety.

Chcete-li ve vzorcích pro sestavení Rubikovy kostky označit rotaci konkrétní plochy o 90 °, označte latinské písmeno. Při dvojím otáčení stojí vedle něj číslo 2. Je-li rotace proti směru hodinových ručiček, k dopisu se přidá apostrof. R ¢ znamená, že pravá strana musí být jednou otočena o 90 ° ve směru proti směru hodinových ručiček.

Tajemství stavby Rubikovy kostky: prvky, části, klíčové pojmy

Erne Rubik se po shromáždění skládačky, kterou vynalezl, hromadí už měsíc. Nyní, pro ty, kteří se rozhodli dobýt magickou kostku, bylo vyvinuto mnoho metod.

Nejoblíbenější z nich:

  • Pro začátečníky - podrobný průvodce, který rozdělí algoritmus pro řešení problému do sedmi fází.
  • Metoda Jessica Friedrich je nejoblíbenější metodou mezi fanoušky vysokorychlostního sestavování, i když v mnoha ohledech opakuje algoritmus pro začátečníky.
  • Intuitivní metoda Valeryho Morozova. Úplně postrádá jakékoli vzorce, jeho podstatou není poskytnout hotové řešení, ale pomoci pochopit strukturu krychle, aby bylo možné samostatně dospět k řešení hádanky.

Chcete-li se naučit, jak sestavit Rubikovu kostku, často se doporučuje nejprve rozložit skládačku do samostatných prvků a poté ji znovu sestavit. To pomůže lépe pochopit jeho strukturu a rychle přijmout rozhodovací algoritmy.

Než se pustíte do vývoje konkrétní techniky sestavování krychlí, měli byste se seznámit s některými koncepty, které se často vyskytují v algoritmech.

Pravidelný kříž je kříž, ve kterém se čelní okraje shodují s barvami centrálních prvků na stranách, zatímco na horní straně se tvoří barva odpovídající centrálnímu prvku.

Nepravidelný kříž se liší od správného, ​​protože kostky, které tvoří kříž na horní ploše, se neshodují s okrajovými plochami prvků s barvou stran.

Správné páry jsou páry okrajových prvků se shodnými barvami na odpovídajících plochách, které lze nastavit současně v první a druhé vrstvě skládačky.

Schémata a fáze montáže Rubikovy kostky pro začátečníky

V této době existuje několik možností pro mechanickou skládačku, která se objevila v roce 1974. Jedná se o kostky s různým počtem prvků, které tvoří tvář, a podobné hádanky: Meffertova pyramida a had, skládající se ze segmentů - pravidelné trojúhelníky. Zvažte pořadí a montážní kroky různých kubických variací.

Jak sbírat Rubikovu kostku 2x2

Puzzle Rubik s kapacitou 2x2 se také nazývá mini kostka. Ačkoli se tato hádanka objevila o něco později, nestala se to složitá, ale lehká verze klasické kostky. Začátečník bude schopen zvládnout své shromáždění za pouhých 20-30 minut.

Logické řešení zahrnuje pouze tři fáze:

  1. Sestavení první vrstvy - je třeba kombinovat prvky krychle tak, aby na spodní vrstvě byly všechny stejné barvy a jejich boční plochy odpovídaly barvám ve dvojicích.
  2. Uspořádání prvků horní vrstvy. V této fázi musíte určit barvu spodní vrstvy. Ve spodní vrstvě není jediný. Poté kostky horní řady umístěte do rohů, které budou odpovídat barvám na okrajích prvku, ale není nutné, aby byla barva na svém místě.
  3. Otáčení prvků horní vrstvy - je nutné otočit rohové kostky ve směru nebo proti směru hodinových ručiček tak, aby se ve správných polohách, a Rubikova kostka se sestavily.

Pro správné uspořádání kostek dolní a horní vrstvy se používají následující vzorce:

  • výměna diagonálních prvků - WWFWP'V'F ';
  • přeskupení sousedních prvků - FVF'V'L'V'L.

Postup přesunutí ploch prvku:

  • ve směru hodinových ručiček - FN²F'P'N²P;
  • proti směru hodinových ručiček - P'N²PFN²F '.

Puzzle 3x3

Chcete-li sbírat Rubikovu kostku 3x3, musíte projít sedmi etapami:

  1. Nasbírejte správný kříž v první vrstvě. Kříž elementů, jakou barvu sbírat, nijak nezmění, ale mnozí raději začínají bílou barvou.
  2. Uspořádejte rohy první vrstvy a sestaví se první řada kostek.
  3. Umístěte žebra střední řady na své místo, po této fázi budou shromážděny dvě vrstvy.
  4. Sestavení správného kříže na spodní vrstvu.
  5. Umístění rohových prvků na jejich místech, zatímco barvy jejich obličejů by měly odpovídat obsazenému rohu, ale nemusí být nutně na svém místě.
  6. Poslední fáze spočívá v otočení rohových prvků do správných poloh.

Při sestavování skládačky je důležité, abyste kostku neotáčeli ve svých rukou, abyste se neztratili v uspořádání obličejů, která je horní, pravá, zadní, levá nebo přední.

Rubikova kostka 4x4

Řešení této logické varianty, navzdory své velké kapacitě, lze provést v menším počtu kroků:

  1. Sestavení středů - do středu každé plochy musíte umístit čtyři prvky stejné barvy. Zde je třeba věnovat pozornost tomu, že středy této krychle nejsou fixní, to znamená, že si můžete nezávisle zvolit, která barva bude opačná než ta.
  2. Montáž žeber. V této fázi musíte na svých místech spárovat čelní hrany. Pokud je vše hotové správně, pak dostaneme kostku, ve které budou pouze rohové prvky na místě.
  3. Zarovnání rohu a parita. Pomocí vzorců pro Rubikovu kostku 3x3 a otáčením pouze vnějších hran můžete skládačku kompletně sestavit. Pravda, v této fázi ne všechno může být tak hladké, mohou se objevit parity - situace, které jsou v kostce 3x3 nemožné. Může se stát, že po jejich řešení bude harmonie horní vrstvy trochu zničena, není čeho se obávat, algoritmy pro klasickou verzi skládačky jim pomohou uspořádat je v nezbytném pořadí.

Rychlá montáž skládačky 5x5

Velká kapacita hádanky neovlivňuje významně algoritmus pro její řešení, kroky budou stejné:

  1. Nejprve shromáždíme středy devíti centrálních kostek stejné barvy na každé tváři. K provedení této fáze není vůbec nutné zapamatovat si vzorce, porozumění procesu velmi usnadní úkol a změní jej na obyčejná místa.
  2. Sbíráme a uspořádáme na jejich místa trojice žeber. Při řešení tohoto problému není nutné otáčet středními vrstvami, všechny manipulace by měly probíhat pouze s vnějšími.
  3. Pokud se ukázalo, že byly shromážděny všechny hrany, s výjimkou dvou, které nelze nahradit, pak se tato situace nazývá parita. Teprve po jeho řešení můžeme postoupit do konečné fáze montáže.

Nejrychlejší způsob. Jessica Friedrichova metoda

Tato metoda vysokorychlostního sestavování je nejčastěji používána speedcubery, ale není doporučeno pro začátečníky, kteří se lépe naučí krok-za-krokem algoritmus nejprve pochopit princip puzzle.

Abyste zvládli metodu Jessica Friedrich, musíte si pamatovat až 119 (!) Algoritmů, které budou použity v následujících krocích:

  1. Uspořádání prvků ve správném kříži na počáteční straně, v průměru lze tento problém vyřešit sedmi pohyby.
  2. Obnovení umístění prvků první a druhé vrstvy uspořádáním čtyř dvojic bočního úhlu. Chcete-li umístit každý pár na odpovídající stranu, musíte také provést průměrně sedm tahů.
  3. Orientace zbývající nesestavené vrstvy, když jsou hrany a rohy otočeny tak, že vyhledávají barvu poslední tváře. Chcete-li tento problém vyřešit, musíte zvládnout padesát sedm permutací.
  4. Pohybující se prvky v poslední vrstvě, pro které musíte ovládat dalších 21 algoritmů. Podle průměrných odhadů umožňuje metoda Jessica Friedrich vyřešit hádanku 3x3 v 56 tahech.

Jak sbírat Rubikovu kostku se zavřenýma očima

Pokud jsou vaše dovednosti dostatečné pro stabilní výsledky vyřešením Rubikovy kostky s otevřenýma očima za minutu, můžete zvládnout nový krok - slepá montáž. Zde se nejedná o řešení hádanky jako takové, ale o zapamatování uspořádání přeskupených prvků na tvářích.

V soutěžích o rychlostní zkoušky tedy zahrnuje čas slepé montáže nejen čas na přímou manipulaci s krychlí, ale také čas na její prozkoumání.

Speedcubers často používají metodu Roman Room, která se také nazývá Palace nebo Cicero's Road. Podstata této metody spočívá v tom, že ve fantazii se znovu vytvoří místnost nebo známá trasa a koncepty (v našem případě umístění prvků puzzle) jsou vázány na objekty v místnosti nebo podél silnice. Poté, při řešení hádanky, zbývá jen chodit po známé silnici (nebo místnosti) a umístit prvky na jejich místo.

Neměli byste být naštvaní, pokud se vám nepodařilo sebrat Rubikovu kostku se zavázanýma očima, protože ani při použití pocitu doteku prakticky nikdo nedokáže vyřešit tento problém bez tréninku poprvé.

Kdo vlastní nejrychlejší sestavení záznamu

Chcete-li rychle sestavit Rubikovu kostku, musíte nejen mistrovsky zvládnout algoritmy pro přesun dílků na požadované pozice. To také vyžaduje mistrovskou obratnost a rychlost rukou.

Pro ty, kteří se rozhodli sestavit tuto hádanku poprvé, může její vyřešení trvat několik hodin až několik dní, ale australský Felix Zemdegs v roce 2016 vyřešil tento prostorový problém za pouhých 4,73 sekundy. Tento výsledek se zdá působivý, pouze to není limit rychlosti lidského mozku a rukou, protože již v roce 2017 byl zaznamenán nový úspěch amerického patnáctiletého teenagera Patricka Ponsa. Stačilo mu jen 4,69 sekundy.

Nyní nastal čas se nadechnout a zjistit, co a kdo vlastní rekord pro vysokorychlostní montáž Rubikovy kostky. Stejný Felix Zemdegs v roce 2018 prolomil nejen svůj rekord, ale také amerického mladého učence, když dokončil hádanku za 4,22 sekundy.

Podobné:Více od autora: