Анхан сурагчдад зориулсан Рубик шоо 3x3 алгоритм. Рубик шоо 3х3 дээрх хээ

2024 Зохиолч: Sierra Becker | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-02-26 06:00

1975 онд уран барималч Эрне Рубик "Шидэт шоо" хэмээх шинэ бүтээлээ патентжуулжээ. 40 гаруй жилийн турш эвлүүлдэг тоглоомын бүх эрх нь зохион бүтээгчийн дотны найз Том Кроенерийн "Seven Towns Ltd" компанид харьяалагддаг байв. Английн пүүс дэлхийн өнцөг булан бүрт шоо үйлдвэрлэх, борлуулахыг хянадаг. Унгар, Герман, Португал, Хятадад энэ оньсого анхны нэрээ хадгалсаар ирсэн бол бусад оронд уг тоглоомыг Рубик шоо гэж нэрлэдэг.

Тааврын хувилбарууд

Сонгодог Рубик шоо нь 3х3 квадрат хэмжээтэй. Цаг хугацаа өнгөрөхөд тэд тоглоомонд зориулж асар олон тооны хэлбэр, хэмжээг гаргаж ирэв. Пирамид эсвэл 17х17 шоо хэлбэртэй оньсого тоглоомоор хэн ч хэнийг ч гайхшруулж чадахгүй. Гэсэн хэдий ч хүн төрөлхтөн хэзээ ч амжилтад хүрдэггүй.

Энэ кубыг эхлэгчдэд зориулсан угсралтын схем байхгүй нь ойлгомжтой. Оньсого угсарч, тайлах үйл явц олон жил шаардагдана. Сүүлийн үед Ази, Европ төдийгүй шоо дөрвөлжингийн сонирхол нэмэгдэж байнатоглоом тийм ч алдартай биш байсан, жишээлбэл, АНУ-д. Рубик шооны шүтэн бишрэгчдийн нэг нь 17 х 17 оньсого эвлүүлдэг бичлэгийг хийсэн байна. Видеоны нийт урт нь 7.5 цаг, зураг авалтыг долоо хоногт хийсэн.

Өсөн нэмэгдэж буй эрэлт нь нийлүүлэлтийг бий болгодог. Заримдаа борлуулах загварууд нь гайхалтай бөгөөд угсарч байхдаа хэрхэн харагдах нь үргэлж тодорхой байдаггүй. Улс болгонд дуртай төрөл бүрийн тоглоом байдаг.

Speedcubing гэж юу вэ?

Тоглоомын шүтэн бишрэгчид шоо шийдвэрлэх хурдаар жинхэнэ тэмцээн зохион байгуулдаг. Борлуулалтаар тусгай "өндөр хурдтай" оньсого байдаг. Ийм Рубикийн шоо эргүүлэх механизм нь маш өндөр чанартай бөгөөд нүүр болон эгнээний эргэлтийг нэг хурууны хөдөлгөөнөөр хийх боломжтой.

World Cube Association (WCA) нь speedcubing хөдөлгөөнийг дэмждэг ашгийн бус байгууллага юм. УАШТ дэлхий даяар тэмцээн уралдааныг тогтмол зохион байгуулдаг. Бараг бүх улс оронд тус байгууллагын төлөөлөл байдаг. Спидкубингийн арга хэмжээнд хэн ч оролцох боломжтой, та сайтад бүртгүүлж, угсралтын стандартыг хангахад л хангалттай. Ийм тэмцээний хамгийн алдартай төрөл бол Рубик шоо 3х3-ийн хурдны угсралт юм. Оролцох стандарт нь 3 минут боловч тухайн хүн заасан хугацаанд асуудлаа шийдэж чадахгүй байсан ч тэр арга хэмжээнд оролцохыг зөвшөөрнө. Та ямар ч хичээлд бүртгүүлж болно, гэхдээ та өөрийн оньсоготой ирэх хэрэгтэй.

3х3 хэмжээтэй Рубик шоо тайлсан дээд амжилт нь инженер Альберт Беэрийн бүтээсэн Sub1 роботынх юм. Машин нь хувьцааны тааварыг шийдэх чадвартайсекунд, харин хүний хувьд 4.7 секунд зарцуулдаг (2016 онд Матс Валкийн гаргасан амжилт). Таны харж байгаагаар спидкубингийн хөдөлгөөнд оролцогчдод хайхрамжгүй хандах хүн бий.

3х3 хэмжээтэй Рубик шоо шийдвэрлэх ямар алгоритмууд байдаг вэ?

Алдарт оньсого тайлах олон арга бий. 4x4, 6x6, тэр ч байтугай 17x17 гэсэн нарийн төвөгтэй схемүүд бүхий анхлан болон ахисан түвшний хүмүүст зориулсан 3x3 хэмжээтэй Рубик шоо угсрах схемийн хувилбаруудыг боловсруулсан.

3x3 тоглоомын хувилбарыг ихэнх шүтэн бишрэгчид дуртай сонгодог гэж үздэг. Тиймээс Рубик шоо 3x3-ыг хэрхэн шийдэх талаар бусад бүх заавраас хамаагүй олон заавар байдаг.

Таавар ямар байх ёстой вэ?

Тоглоомыг зөвхөн урьдчилан бэлтгэсэн байрлалаас схемийн дагуу угсрах боломжтой. Хэрэв шооны нүүрэн дээрх хэв маягийг буруу байрлуулсан бол эхлэгчдэд зориулсан 3x3 Rubik шоо угсрах алгоритмыг ашиглан үүнийг шийдвэрлэх боломжгүй болно. Өөр өөр шийдлүүдэд зориулсан ийм байрлалуудын багц байдаг.

Зурагт "цагаан загалмай" эсвэл зүгээр л "загалмай"-ыг харуулсан бөгөөд энэ нь 3х3 хэмжээтэй Рубик шоо шийдвэрлэх хамгийн хялбар аргын эхлэл юм. Тоглоомыг зөв задалж эвхэхийг зөвлөж байна.

Схемийн тэмдэглэгээ ба шоо эргүүлэх арга

Та Рубик шоо 3x3-ын томьёог задалж эхлэхээсээ өмнө спидкубинг хийхэд ашигладаг тэмдэглэгээг сурах хэрэгтэй. Оньсого тоглоомын бүх хөдөлгөөнийг том үсгээр тэмдэглэнэ. Тэмдэгтийн дээр апостроф байхгүй байгаа нь тэмдэг нь цагийн зүүний дагуу эргэлддэг гэсэн үг юмбол эсрэг чиглэлд эргүүлээрэй.

Хөдөлгөөнийг илэрхийлдэг англи (эсвэл орос) үгсийн эхний үсгийг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрдөг:

• урд - F эсвэл Ф - урд талын эргэлт;
• буцах - B эсвэл T - ар талыг эргүүлэх;
• зүүн - L эсвэл L - зүүн эгнээний эргэлт;
• баруун - R эсвэл R - баруун эгнээний эргэлт;
• дээш - U эсвэл B - дээд эгнээний эргэлт;
• доошоо -D эсвэл H - доод эгнээний эргэлт.

Мөн заагчийг ашиглан кубын орон зай дахь байрлалыг өөрчлөх боломжтой - таслах хөдөлгөөн. Энд ч гэсэн бүх зүйл энгийн, сургуулийн геометрийн курсээс эхлээд X, Y, Z координатын тэнхлэгүүдийг хүн бүр мэддэг. X-ийн хөдөлгөөн нь кубыг F нүүрээр эргүүлэх ёстой гэсэн үг бөгөөд U нүүрний газар руу эргэлддэг. Y - F шилжих үед энэ нь L байх ёстой бөгөөд Z - F эргүүлэх үед R руу шилждэг.

Дараах бүлгийн тэмдэглэгээг бараг ашигладаггүй бөгөөд хээний загвар гаргахад ашигладаг:

• M - дунд эгнээний эргэлт, баруун (Зүүн/Зүүн) ба зүүн (Зул/Зул);
• S - дунд эгнээний эргэлт, урд (F/F) ба хойд (B/T) хооронд;
• E - дээд (U/B) ба доод (D/H) хооронд дунд эгнээ эргүүлнэ.

Яагаад шооны нүүрэн дээр хээ цуглуулах ёстой гэж?

Speedcubing уулзалтууд дээр тэд зөвхөн оньсого тайлахаас гадна 3x3 Rubik's Cube дээр янз бүрийн хээ урлах чадвараараа өрсөлддөг. Тэд кубыг хүссэн байрлалдаа хурдан бөгөөд хялбар цуглуулахын тулд үүнийг хийдэг.

Төрөл бүрийн хэв маягийг угсрах асар олон тооны схемүүд байдаг: "цэгүүд", "шатар", "шатартай цэгүүд","зигзаг", "масон", "шоо дөрвөлжин дэх шоо" болон бусад олон. Зөвхөн сонгодог оньсого тоглоомын хувьд 46 гаруй байдаг. Speedcubing мастерууд тоглоомыг задлах нь ичгүүртэй гэж үздэг. Мөн 3x3 хэмжээтэй Рубик шоо дээр хээ урлах нь дадлага хийж, ур чадвараа сайжруулах сайхан арга юм.

Зурагт янз бүрийн оньсогоны хэв маягийн хувилбаруудыг харуулж байна. Загалмайн байрлалаас хамгийн сонирхолтой хэв маягийг угсрах хэд хэдэн томъёог доор харуулав:

• шатар - М²E²S^2;
• зигзаг - (PLFT)3;
• four z - (PLFT)³B²N^2;
• Плуммерын загалмай - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• шоо шоо доторх шоо - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

Анхан сурагчдад зориулсан 3x3 Рубик шоо алгоритм

Хэдийгээр оньсого шийдэх олон арга байдаг ч эхлэгчдэд зориулсан энгийн бөгөөд ойлгомжтой схемүүдийг олоход тийм ч хялбар биш юм. Дууссан угсралтын алхам бүрээр Рубикийн 3x3 шоо томьёо улам хэцүү болж байна. Зөвхөн хэв маягийг зөв өөрчлөхөөс гадна өмнө нь хийсэн зүйлийг хадгалах шаардлагатай. Доорх нь 3х3 хэмжээтэй Рубик шоог хялбархан шийдэх сонголтуудын нэг юм.

Уламжлалтаар бүх үйл явцыг дараах үе шатуудад хувааж болно:

1. Шоогийн дээд хэсэгт загалмайн угсралт.
2. Нүүрний дээд хэсгийн зөв бүтэц.
3. Дунд давхарга дээр ажиллаж байна.
4. Сүүлийн эгнээний хавиргыг зөв угсарсан.
5. Загалмай угсрахдоод ирмэг.
6. Шоогийн сүүлийн нүүрний булангийн зөв чиглэл.

Таавар шийдвэрлэх - Бэлтгэл ажил

Эхний алхам бол хамгийн хялбар. Эхлэн суралцагчид өгсөн зааврын дагуу шоо дөрвөлжин хээ урлаж дадлага хийж болно, гэхдээ энэ үйл явц удаан үргэлжлэх болно.

Та хамгийн түрүүнд авах нүүр царай болон өнгө сонгох хэрэгтэй. Эхлэгчдэд зориулсан 3x3 Rubik шоо угсрах алгоритмыг "хөндлөн" байрлалаас боловсруулсан. Үүнийг хийхэд хэцүү биш, та төв өнгийг сонгож, ижил сүүдэрт 4 ирмэгийн элементийг олж, сонгосон нүүр рүү нь өсгөх хэрэгтэй. Зураг дээрх өнгөт сум нь хүссэн хэсгийг заана. Хүссэн элементийн байршлын сонголтууд нь өөр байж болох бөгөөд үүнээс хамааран A ба B үйлдлийн 2 дарааллыг тайлбарласан болно. Хүндрэл нь шоогийн хажуугийн дагуу загалмайг үргэлжлүүлэхэд оршино. Та дээр байрлуулсан зургаас тайзны эцсийн хэлбэрийг сайтар харах боломжтой.

Тааварын шийдэл - дунд эгнээнд ажиллах

Анхлан суралцагчдад зориулсан 3х3 рубик шооны энэ үе шатанд та дээд нүүрний булангийн элементүүдийг олж, угсрах хэрэгтэй. Эцсийн үр дүн нь оньсогоны дээд эгнээ болон хөндлөн нүүрийг бүрэн шийдэх ёстой.

Зурагт гурван боломжит фасет загварыг харуулж байна. A, B эсвэл C аргуудын аль нэгийг сонгохдоо та кубын бүх 4 буланг цуглуулах хэрэгтэй. санаж байнаэргүүлэх алгоритмууд, тэдгээрийг дадлагажуулах, оньсого угсрах ур чадвар, ур чадварыг эзэмшсэн. Томьёо бодож, үйл явцыг төсөөлөх нь утгагүй бөгөөд шоо аваад бүх аргыг практик дээр туршиж үзэх нь хамаагүй хялбар юм.

Гурав дахь алхам нь энгийн мэт боловч энэ нь зөвхөн харагдах байдал юм. Үүнийг шийдэхийн тулд хэв маягийн хоёр нөхцөл байдлыг тайлбарлаж, үүний дагуу хоёр эргэлтийн томъёог эмхэтгэсэн. Тэдгээрийг хэрэглэхдээ өмнө нь хүрсэн үр дүнг хадгалахаа санах нь зүйтэй. Мастерууд сүүлийн 3-4 эргэлтийг санах ойд байнга хадгалдаг бөгөөд ингэснээр бүтэлгүйтсэн тохиолдолд кубыг анхны байдалд нь буцаана.

Тааварыг шийдэхийн тулд шаардлагатай элементүүдийг хайж олохын тулд координатын тэнхлэгийн дагуу эргүүлж, тэдэнтэй ажиллах хэрэгтэй. Ийм хөдөлгөөнийг томьёонд ховорхон, зөвхөн онцгой тохиолдолд харуулдаг. Доод эгнээний элементүүдээс ирмэгийн нүүрийг угсарч эхлэхийг зөвлөж байна, ийм эргэлт хийсний дараа шаардлагатай бүх шоо нь дунд эгнээнээс доод эгнээ хүртэл буух болно.

Таавар шийдвэрлэх - хоёр дахь загалмайг бүтээх

Дөрөвдүгээр шатанд тоглоомыг доош нь эргүүлнэ. Сүүлийн нүүр царайг шийдэх нь эхлэгчдэд зориулсан 3x3 Rubik-ийн шоо алгоритмын хамгийн хэцүү хэсэг юм. Эргэлтийн томъёо нь урт бөгөөд нарийн төвөгтэй бөгөөд тэдгээрийн гүйцэтгэл нь онцгой анхаарал шаарддаг. Үйл ажиллагааны зорилго нь загалмай зурахын тулд хавирганы элементүүдийг байранд нь байрлуулах явдал юм. Хавирганы хэсгүүдийн чиглэл буруу байж болно. Кубын хөдөлгөөний томъёоЗөвхөн нэг л байгаа бөгөөд энэ нь тайзны зорилгод хүрэх хүртэл хэрэгжих ёстой.

Тав дахь шатны эргэлтүүд нь элементүүдийг баруун тийш эргүүлэхэд чиглэгддэг. Үүний онцлог нь зураг дээрх гурван хэв маягт ижил эргэлтийн томьёо ашигласанд оршдог бөгөөд цорын ганц ялгаа нь шоо өөрөө чиглүүлж байгаа явдал юм.

5-р шатны хөдөлгөөний томьёо дараах байдалтай байна:

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

С_{Н нь дунд эгнээний цагийн зүүний дагуу эргэх, хаалт дээрх экспонент нь хаалтанд хийсэн үйлдлийн давталтын тоо юм.}

Таавар шийдвэрлэх - Сүүлийн эргэлт

Зургаа дахь үе шатанд, мөн дөрөв дэх шатанд шаардлагатай шоонуудыг чиг баримжаанаас үл хамааран байранд нь байрлуулна. Тааварыг эргүүлэх хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр аль хэдийн зөв газартаа байгаа элемент нь шооны дээд талд зүүн хамгийн буланд байрлана. Томьёог шийдэхийн тулд санал болгож буй хувилбарууд бие биенээ тусгадаг. Хүссэн үр дүнд хүрэх хүртэл эргэлтийг давтах шаардлагатай.

Долоо дахь шат бол хамгийн тансаг бөгөөд хамгийн хэцүү үе юм. Кубыг эргүүлэх үед аль хэдийн угсарсан эгнээнд зөрчил гарах нь зайлшгүй юм. Хэрэгтэй байххөдөлгөөнд бүрэн анхаарлаа хандуулаарай, эс тэгвээс угсралтын үр дүн эргэлт буцалтгүй эвдэрч болзошгүй. Тав дахь үе шаттай адил хөдөлгөөнүүдийн зөвхөн нэг дараалал байдаг боловч 4 удаа давтана. Эхлээд элементийг чиглүүлэхийн тулд эргүүлэх, дараа нь эвдэрсэн мөрүүдийг сэргээхийн тулд урвуу эргэлтүүдийг хийнэ.

Англи цагаан толгойн үсгийн тэмдэгтүүдийг ашиглан хөдөлгөөн бичихээ мартаж болохгүй. Энэ үе шатны шоогийн нүүр ба эгнээний хөдөлгөөний томъёо нь дараах байдалтай байна:

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

B - дээд нүүрийг 90 градусаар эргүүлэх, B' - ижил нүүрийг цагийн зүүний эсрэг эргүүлэх, B2 - давхар эргүүлэх.

Үе шатын нарийн төвөгтэй байдал нь элементүүдийн байршлыг зөв үнэлэх, шаардлагатай эргэлтийн сонголтыг сонгох явдал юм. Эхлэгчдэд хээг шууд зөв тодорхойлж, зөв томьёотой тааруулах нь хэцүү байх болно.

Рубик шоо ба хүүхдүүд

Зоригтой оньсого нь зөвхөн насанд хүрэгчид төдийгүй хүүхдүүдэд сонирхолтой байдаг. Өсвөр насныхан Рубик шоо тайлах дэлхийн дээд амжилтын эзэд болов. 2015 онд тэр үед дөнгөж 15 настай байсан Колин Бернс уг тоглоомыг 5.2 секундэд угсарчээ.

Сүүлийн 50 гаруй жилийн турш залуу үеийнхний сонирхлыг татсаар ирсэн энгийн хэрнээ хөгжилтэй тоглоом. Хүүхдийн хобби нь ихэвчлэн мэргэжил болж хувирдаг. Рубикийн шоо бодлогын шийдлийг үнэлэх математик аргууд байдаг. Математикийн энэ салбарыг ашигладагавтоматжуулсан компьютерт зориулсан шийдлийн алгоритмыг боловсруулах, бичих. Кубыг шийдэх арга замыг үнэхээр эрэлхийлдэг, урьдчилан боловсруулсан хөдөлгөөний алгоритмыг дагадаггүй роботууд 3 секундын дотор тааварыг шийддэг, жишээ нь CubeStormer 3.