რუბიკის კუბის 3x3 ალგორითმი დამწყებთათვის. ნიმუშები რუბიკის კუბზე 3x3

2024 ავტორი: Sierra Becker | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-02-26 05:44

1975 წელს მოქანდაკე ერნე რუბიკმა დააპატენტა თავისი გამოგონება სახელწოდებით "ჯადოსნური კუბი". 40 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, თავსატეხის ყველა უფლება ეკუთვნის გამომგონებლის ახლო მეგობრის - ტომ კრონერის - შპს Seven Towns-ის კომპანიას. ინგლისური ფირმა აკონტროლებს კუბის წარმოებას და გაყიდვას მთელ მსოფლიოში. უნგრეთში, გერმანიაში, პორტუგალიაში და ჩინეთში თავსატეხმა შეინარჩუნა ორიგინალური სახელი, სხვა ქვეყნებში სათამაშოს რუბიკის კუბი ეწოდება.

თავსატეხის ვარიაციები

კლასიკური რუბიკის კუბი არის 3/3 კვადრატი. დროთა განმავლობაში მათ მიიღეს სათამაშოების ფორმისა და ზომის უზარმაზარი რაოდენობა. ვერავინ ვერავის გააკვირვებს თავსატეხით პირამიდის ან 17x17 კუბის სახით. თუმცა, კაცობრიობა არასოდეს ისვენებს თავის დაფნაზე.

ცხადია, არ არსებობს ამ კუბის დამწყებთათვის შეკრების სქემა. თავსატეხის აწყობისა და ამოხსნის პროცესს შეიძლება წლები დასჭირდეს. ბოლო დროს კუბის მიმართ ინტერესი გაიზარდა არა მხოლოდ აზიასა და ევროპაში, არამედსადაც სათამაშო არც თუ ისე პოპულარული იყო, მაგალითად, აშშ-ში. რუბიკის კუბის ერთ-ერთმა გულშემატკივარმა გადაიღო თავსატეხის აწყობა 17-ზე 17. ვიდეოს საერთო ხანგრძლივობაა 7.5 საათი, გადაღება განხორციელდა კვირის განმავლობაში.

მზარდი მოთხოვნა ქმნის მიწოდებას. ზოგჯერ გასაყიდი მოდელები წარმოუდგენელია და ყოველთვის არ არის ნათელი, როგორ გამოიყურებიან ისინი აწყობისას. ყველა ქვეყანას აქვს სათამაშოების საყვარელი სახეობა.

რა არის speedcubing?

თამაშის ფანები აწყობენ რეალურ შეჯიბრებებს კუბის ამოხსნის სისწრაფეში. გასაყიდად არის სპეციალური "მაღალსიჩქარიანი" თავსატეხები. ასეთი რუბიკის კუბების ბრუნვის მექანიზმი ძალიან ხარისხიანია და სახეებისა და მწკრივების მოხვევა შესაძლებელია ერთი თითის მოძრაობით.

World Cube Association (WCA) არის არაკომერციული ორგანიზაცია, რომელიც მხარს უჭერს Speedcubing მოძრაობას. WCA რეგულარულად აწყობს შეჯიბრებებს მთელს მსოფლიოში. თითქმის ყველა ქვეყანას ჰყავს ორგანიზაციის წარმომადგენლები. ნებისმიერ მსურველს შეუძლია გახდეს სპიდკუბინგის ღონისძიების მონაწილე, თქვენ უბრალოდ უნდა დარეგისტრირდეთ საიტზე და დააკმაყოფილოთ ასამბლეის სტანდარტი. ყველაზე პოპულარული დისციპლინა ასეთ შეჯიბრებებში არის რუბიკის კუბის 3x3 სიჩქარის შეკრება. მონაწილეობის სტანდარტი 3 წუთია, მაგრამ იმ შემთხვევაშიც კი, თუ პირმა პრობლემას დანიშნულ დროში ვერ გადაჭრა, ღონისძიებაზე მაინც დაიშვება. თქვენ შეგიძლიათ დარეგისტრირდეთ ნებისმიერ დისციპლინაზე, მაგრამ თქვენ უნდა მოხვიდეთ თქვენი საკუთარი თავსატეხით.

3x3 რუბიკის კუბის ამოხსნის რეკორდი ეკუთვნის Sub1-ს, რობოტს, რომელიც შექმნა ინჟინერ ალბერტ ბერმა. მანქანას შეუძლია გადაჭრას თავსატეხი აქციებისთვისწამი, ხოლო ადამიანს სჭირდება 4,7 წამი (მატს ვალკის მიღწევა 2016 წელს). როგორც ხედავთ, Speedcubing-ის მოძრაობის მონაწილეებს აქვთ ვინმეს ეძებონ.

რა ალგორითმები არსებობს 3x3 რუბიკის კუბის ამოხსნისთვის?

ცნობილი თავსატეხის ამოხსნის მრავალი გზა არსებობს. რუბიკის კუბის აწყობის სქემების 3x3 ვარიანტები შემუშავებულია როგორც დამწყებთათვის, ასევე მოწინავე ადამიანებისთვის რთული სქემებით: 4x4, 6x6 და თუნდაც 17x17.

3x3 თავსატეხის ვარიანტი ითვლება ფავორიტ კლასიკად ფანების უმეტესობის მიერ. აქედან გამომდინარე, გაცილებით მეტი ინსტრუქციაა რუბიკის კუბის 3x3 ამოხსნის შესახებ, ვიდრე ნებისმიერი სხვა.

როგორი უნდა იყოს თავსატეხი?

სქემის მიხედვით სათამაშოს აწყობა შესაძლებელია მხოლოდ წინასწარ მომზადებული პოზიციიდან. თუ კუბის სახეებზე შაბლონები არასწორად არის განთავსებული, მაშინ მისი ამოხსნა შეუძლებელი იქნება დამწყებთათვის 3x3 რუბიკის კუბის აწყობის ალგორითმის გამოყენებით. არსებობს ასეთი პოზიციების ნაკრები სხვადასხვა გადაწყვეტილებებისთვის.

სურათზე ნაჩვენებია "თეთრი ჯვარი" ან უბრალოდ "ჯვარი" - ამოსავალი წერტილი 3x3 რუბიკის კუბის ამოხსნის უმარტივესი გზით. რეკომენდებულია სათამაშოს სწორად დაშლა და დაკეცვა.

სქემის აღნიშვნები და კუბის როტაციის გზები

სანამ Rubik's Cube 3x3 ფორმულების დაშლას დაიწყებთ, უნდა ისწავლოთ Speedcubing-ში გამოყენებული აღნიშვნა. თავსატეხის ყველა მოძრაობა მითითებულია დიდი ასოებით. სიმბოლოს ზემოთ აპოსტროფის არარსებობა ნიშნავს, რომ როტაცია არის საათის ისრის მიმართულებით, თუ სიმბოლოაარის, შემდეგ მოტრიალდით საპირისპირო მიმართულებით.

ინგლისური (ან რუსული) სიტყვების პირველი ასოები, რომლებიც აღნიშნავენ მოძრაობას, ზოგადად მიღებულია:

• წინა - F ან Ф - წინა მხარის როტაცია;
• უკან - B ან T - უკანა როტაცია;
• მარცხნივ - L ან L - მარცხენა მწკრივის როტაცია;
• მარჯვნივ - R ან R - მარჯვენა მწკრივის როტაცია;
• ზემო - U ან B - ზედა რიგის როტაცია;
• ქვემოთ -D ან H - ქვედა რიგის როტაცია.

ასევე, მაჩვენებლების გამოყენება შესაძლებელია სივრცეში კუბის პოზიციის შესაცვლელად - ჩარევის მოძრაობები. აქაც ყველაფერი მარტივია, გეომეტრიის სასკოლო კურსიდან დაწყებული, ყველამ იცის X, Y და Z კოორდინატთა ღერძები. X-ის მოძრაობა ნიშნავს, რომ კუბი უნდა შემოტრიალდეს F სახისით U სახის U ადგილზე. გადადის Y - F, ის უნდა მოხდეს L, ხოლო მობრუნებისას Z - F გადადის R-ზე.

სიმბოლოების შემდეგი ჯგუფი იშვიათად გამოიყენება, იგი გამოიყენება შაბლონების შედგენისას:

• M - შუა რიგის შემობრუნება, მარჯვნივ (R/R) და მარცხნივ (L/L);
• S - შუა რიგის შემობრუნება, წინა (F/F) და უკანა (B/T) შორის;
• E - გადაატრიალეთ შუა მწკრივი, ზედა (U/B) და ქვედა (D/H) შორის.

რატომ შეაგროვოთ ნიმუშები კუბის სახეებზე?

სპიდკუბინგის შეხვედრებზე ისინი ეჯიბრებიან არა მხოლოდ თავსატეხების ამოხსნაში, არამედ 3x3 რუბიკის კუბზე სხვადასხვა შაბლონების დამზადების უნარში. ისინი ამას აკეთებენ იმისათვის, რომ სწრაფად და მარტივად შეაგროვონ კუბი სასურველ მდგომარეობაში.

არის უამრავი სქემები მრავალფეროვანი შაბლონების აწყობისთვის: "წერტილები", "ჭადრაკი", "წერტილები ჭადრაკით","ზიგზაგი", "მასონი", "კუბი კუბში კუბში" და მრავალი სხვა. მხოლოდ კლასიკური თავსატეხისთვის არის 46-ზე მეტი. Speedcubing-ის ოსტატები სამარცხვინოდ მიიჩნევენ სათამაშოს დაშლას. ასევე, 3x3 რუბიკის კუბზე შაბლონების დამზადება შესანიშნავი საშუალებაა ვარჯიშისა და უნარების გასაუმჯობესებლად.

სურათზე ნაჩვენებია თავსატეხების სხვადასხვა შაბლონების ვარიაციები. ქვემოთ მოცემულია კიდევ რამდენიმე ფორმულა ჯვრის პოზიციიდან ყველაზე საინტერესო შაბლონების აწყობისთვის:

• ჭადრაკი - M²E²S^2;
• ზიგზაგი - (PLFT)3;
• ოთხი z - (PLFT)³B²N^2;
• პლამერის ჯვარი - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• კუბი კუბში კუბში - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

3x3 რუბიკის კუბის ალგორითმი დამწყებთათვის

მიუხედავად იმისა, რომ თავსატეხის ამოხსნის მრავალი გზა არსებობს, დამწყებთათვის მარტივი და მკაფიო სქემები არც ისე ადვილი მოსაძებნია. აწყობის ყოველი დასრულებული ნაბიჯის შემდეგ, რუბიკის 3x3 კუბის ფორმულები უფრო რთული ხდება. აუცილებელია არა მხოლოდ ნიმუშის სწორად შეცვლა, არამედ შენახვა, რაც ადრე გაკეთდა. ქვემოთ მოცემულია ერთ-ერთი ვარიანტი, თუ როგორ უნდა ამოხსნათ 3x3 რუბიკის კუბი მარტივად.

პირობითად, მთელი პროცესი შეიძლება დაიყოს შემდეგ ეტაპებად:

1. ჯვრის აწყობა კუბის თავზე.
2. მთელი ზედა სახის სწორი შემადგენლობა.
3. საშუა ფენებზე მუშაობა.
4. ბოლო რიგის ნეკნების სწორი აწყობა.
5. ჯვრის შეკრებაქვედა კიდე.
6. კუბის ბოლო სახის კუთხეების სწორი ორიენტაცია.

თავსატეხის ამოხსნა - მოსამზადებელი სამუშაო

პირველი ნაბიჯი ყველაზე მარტივია. დამწყებთათვის შეუძლიათ სცადონ თავიანთი ძალები და ივარჯიშონ კუბის შაბლონების დამზადებაში მოწოდებული ინსტრუქციის მიხედვით, მაგრამ ამ პროცესს დიდი დრო დასჭირდება.

თქვენ უნდა აირჩიოთ ზედა სახე და ფერი, რომელიც პირველად შეგროვდება. 3x3 რუბიკის კუბის აწყობის ალგორითმი დამწყებთათვის შემუშავდა "ჯვრის" პოზიციიდან. მისი დამზადება არ არის რთული, თქვენ უნდა აირჩიოთ ცენტრალური ფერი, იპოვოთ იგივე ჩრდილის 4 კიდეის ელემენტი და აწიოთ ისინი შერჩეულ სახეზე. სურათზე ფერადი ისარი მიუთითებს სასურველ ნაწილზე. სასურველი ელემენტის ადგილმდებარეობის ვარიანტები შეიძლება იყოს განსხვავებული, ამის მიხედვით აღწერილია მოქმედებების A და B 2 თანმიმდევრობა. სირთულე მდგომარეობს კუბის გვერდებზე ჯვრის გაგრძელებაში. თქვენ შეგიძლიათ უფრო ახლოს დააკვირდეთ სცენის საბოლოო ფორმას ზემოთ გამოქვეყნებულ სურათზე.

თავსატეხის ამოხსნა - იმუშავეთ შუა რიგზე

დამწყებთათვის 3x3 რუბიკის კუბის ამ ეტაპზე, თქვენ უნდა იპოვოთ და ააწყოთ ზედა სახის კუთხის ელემენტები. საბოლოო შედეგი უნდა იყოს ჯვრის სახისა და თავსატეხის ზედა რიგის სრული გადაწყვეტა.

სურათზე ნაჩვენებია სამი შესაძლო ასპექტის ნიმუში. A, B ან C მეთოდის არჩევისას, თქვენ უნდა შეაგროვოთ კუბის ოთხივე კუთხე. გახსენებაშეძენილია ბრუნვის ალგორითმები და მათი პრაქტიკა, თავსატეხების აწყობის უნარები და ოსტატობა. ფორმულების გათვალისწინება და პროცესის წარმოდგენა უაზროა, ბევრად უფრო ადვილია კუბის აღება და ყველა მეთოდის პრაქტიკაში მოსინჯვა.

მესამე ნაბიჯი მარტივი ჩანს, მაგრამ ეს მხოლოდ გარეგნობაა. მის გადასაჭრელად აღწერილია შაბლონების ორი სიტუაცია და, შესაბამისად, შედგენილია ორი ბრუნვის ფორმულა. მათი გამოყენებისას უნდა გახსოვდეთ ადრე მიღწეული შედეგების შენარჩუნება. ოსტატები მუდმივად ინახავენ მეხსიერებაში ბოლო 3-4 ბრუნს, რათა ავარიის შემთხვევაში დააბრუნონ კუბი პირვანდელ მდგომარეობაში.

თავსატეხის ამოსახსნელად, თქვენ უნდა დაატრიალოთ იგი კოორდინატთა ღერძის გასწვრივ, საჭირო ელემენტების მოსაძებნად და მათთან მუშაობა. ასეთი მოძრაობები იშვიათად არის ნაჩვენები ფორმულებში, მხოლოდ განსაკუთრებულ შემთხვევებში. რეკომენდირებულია კიდეების აწყობის დაწყება ქვედა რიგების ელემენტებიდან, ასეთი ბრუნვის შემდეგ ყველა საჭირო კუბი შუა რიგიდან ქვედა მწკრივში დაეშვება.

თავსატეხის ამოხსნა - მეორე ჯვრის შედგენა

მეოთხე ეტაპზე სათამაშოს თავდაყირა აბრუნებენ. ბოლო სახის ამოხსნა დამწყებთათვის 3x3 რუბიკის კუბის ალგორითმის ყველაზე რთული ნაწილია. ბრუნვის ფორმულები გრძელი და რთულია და მათი შესრულება განსაკუთრებულ ზრუნვას მოითხოვს. მოქმედების მიზანია ნეკნების ელემენტების განთავსება მათ ადგილებზე შემდგომი ჯვრის დასახატავად. ნეკნების ნაწილების ორიენტაცია შეიძლება არასწორი იყოს. კუბის მოძრაობის ფორმულაარის მხოლოდ ერთი და ის უნდა იქნას გამოყენებული ეტაპის მიზნის მიღწევამდე.

მეხუთე ეტაპის ბრუნვები მიზნად ისახავს ელემენტების მარჯვენა მხარეს გადაქცევას. მისი თავისებურება მდგომარეობს იმაში, რომ ფიგურაში სამივე შაბლონისთვის გამოიყენება ერთი და იგივე ბრუნვის ფორმულა, განსხვავება მხოლოდ თავად კუბის ორიენტაციაშია.

მე-5 ეტაპის მოძრაობების ფორმულები ასეთია:

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

С_{Н არის შუა რიგის ბრუნვა საათის ისრის მიმართულებით, ხოლო ფრჩხილის ზემოთ მაჩვენებელი არის ფრჩხილებში მოქმედებების გამეორებების რაოდენობა.}

თავსატეხის ამოხსნა - ბოლო ტრიალები

მეექვსე ეტაპზე, ისევე როგორც მეოთხე, საჭირო კუბები თავსდება მათ ადგილებზე, განურჩევლად ორიენტაციისა. თავსატეხი უნდა შემობრუნდეს ისე, რომ ელემენტი, რომელიც უკვე სწორ ადგილას მდებარეობს, მდებარეობს კუბის ზედა მარცხენა კუთხეში. ფორმულის გადასაჭრელად შემოთავაზებული ვარიანტები ერთმანეთს ასახავს. აუცილებელია როტაციების გამეორება სასურველი შედეგის მიღწევამდე.

მეშვიდე ეტაპი ყველაზე საზეიმო და ყველაზე რთულია. კუბის ბრუნვისას, დარღვევები უკვე აწყობილ რიგებში გარდაუვალია. დასჭირდებამთლიანად ფოკუსირება მოახდინეთ მოძრაობებზე, წინააღმდეგ შემთხვევაში შეკრების შედეგი შეიძლება გამოუსწორებლად გაფუჭდეს. როგორც მეხუთე ეტაპზე, მოძრაობების მხოლოდ ერთი თანმიმდევრობაა, მაგრამ ის მეორდება 4-ჯერ. ჯერ როტაციები შესრულებულია ელემენტის ორიენტირებისთვის, შემდეგ კი საპირისპირო ბრუნვები შესრულებულია გატეხილი რიგების აღსადგენად.

არ უნდა დაგვავიწყდეს მოძრაობების ჩაწერა ინგლისური ანბანის სიმბოლოების გამოყენებით. ამ ეტაპის კუბის სახეებისა და რიგების მოძრაობის ფორმულები შემდეგია:

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

B - ზედა სახის ბრუნვა 90 გრადუსით, B' - იგივე სახის ბრუნვა საათის ისრის საწინააღმდეგოდ და B2 - ორმაგი ბრუნი.

სცენის სირთულე მდგომარეობს ელემენტების ადგილმდებარეობის სწორ შეფასებაში და საჭირო ბრუნვის ვარიანტის არჩევაში. დამწყებთათვის შეიძლება გაუჭირდეს ნიმუშის სწორად ამოცნობა და სწორი ფორმულის შეხამება.

რუბიკის კუბი და ბავშვები

სახიფათო თავსატეხი საინტერესოა არა მხოლოდ უფროსებისთვის, არამედ ბავშვებისთვისაც. თინეიჯერები გახდნენ მსოფლიო რეკორდსმენები რუბიკის კუბის ამოხსნაში. 2015 წელს კოლინ ბერნსმა, რომელიც იმ დროს მხოლოდ 15 წლის იყო, სათამაშო 5,2 წამში ააწყო.

უბრალო, მაგრამ სახალისო სათამაშო, რომელიც აგრძელებს ახალგაზრდა თაობის ინტრიგს 5 ათწლეულზე მეტი ხნის განმავლობაში. ბავშვების ჰობი ხშირად გადაიქცევა პროფესიად. არსებობს მათემატიკური მეთოდები რუბიკის კუბის ამოცანების ამოხსნის შესაფასებლად. მათემატიკის ეს ფილიალი გამოიყენებაამოხსნის ალგორითმების შედგენა და დაწერა ავტომატური კომპიუტერებისთვის. რობოტები, რომლებიც ნამდვილად ეძებენ კუბის ამოხსნის გზებს და არ მიჰყვებიან მოძრაობების წინასწარ განსაზღვრულ ალგორითმს, ამოხსნიან თავსატეხს 3 წამში, მაგალითად, CubeStormer 3.