Rubiks Würfel 3x3-Algorithmus für Anfänger. Muster auf dem Rubik's Cube 3x3

2024 Autor: Sierra Becker | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-02-26 04:43

Im Jahr 1975 patentierte der Bildhauer Erne Rubik seine Erfindung namens "Magic Cube". Seit mehr als 40 Jahren gehören alle Rechte an dem Puzzle der Firma eines engen Freundes des Erfinders – Tom Kroener – namens Seven Towns Ltd. Die englische Firma kontrolliert die Produktion und den weltweiten Verkauf des Würfels. In Ungarn, Deutschland, Portugal und China hat das Puzzle seinen ursprünglichen Namen beh alten, in anderen Ländern heißt das Spielzeug Rubik's Cube.

Puzzle-Varianten

Der klassische Rubik's Cube ist 3 mal 3 Quadrate groß. Im Laufe der Zeit entwickelten sie eine Vielzahl von Formen und Größen für Spielzeug. Niemand kann jemanden mit einem Puzzle in Form einer Pyramide oder eines 17x17-Würfels überraschen. Die Menschheit ruht sich jedoch nie auf ihren Lorbeeren aus.

Natürlich gibt es für Anfänger dieses Würfels kein Bauschema. Der Prozess des Zusammensetzens und Lösens des Puzzles kann Jahre dauern. In letzter Zeit wächst das Interesse am Würfel nicht nur in Asien und Europa, sondern auchwo das Spielzeug nicht sehr beliebt war, zum Beispiel in den USA. Einer der Fans des Zauberwürfels filmte den Zusammenbau des Puzzles 17 mal 17. Die Gesamtlänge des Videos beträgt 7,5 Stunden, die Dreharbeiten wurden unter der Woche durchgeführt.

Wachsende Nachfrage schafft Angebot. Manchmal sind die zum Verkauf stehenden Modelle unglaublich und es ist nicht immer klar, wie sie zusammengebaut aussehen werden. Jedes Land hat seine Lieblingsspielzeuge.

Was ist Speedcubing?

Fans des Spiels veranst alten echte Wettbewerbe in der Geschwindigkeit, mit der der Würfel gelöst wird. Zum Verkauf gibt es spezielle "Hochgeschwindigkeits" -Puzzles. Der Rotationsmechanismus solcher Rubik-Würfel ist von sehr hoher Qualität, und die Drehungen von Flächen und Reihen können mit der Bewegung eines Fingers ausgeführt werden.

World Cube Association (WCA) ist eine gemeinnützige Organisation, die die Speedcubing-Bewegung unterstützt. Die WCA organisiert regelmäßig Wettbewerbe auf der ganzen Welt. Fast alle Länder haben Vertreter der Organisation. Jeder kann an einem Speedcubing-Event teilnehmen, Sie müssen sich nur auf der Website registrieren und den Montagestandard erfüllen. Die beliebteste Disziplin bei solchen Wettbewerben ist das schnelle Zusammenbauen des Rubik's Cube 3x3. Der Standard für die Teilnahme beträgt 3 Minuten, aber selbst wenn eine Person das Problem nicht in der vorgegebenen Zeit lösen kann, wird sie dennoch zur Veranst altung zugelassen. Du kannst dich für jede Disziplin anmelden, aber du musst dein eigenes Puzzle mitbringen.

Der Rekord für das Lösen eines 3x3 Zauberwürfels gehört Sub1, einem Roboter, der von Ingenieur Albert Beer entwickelt wurde. Die Maschine ist in der Lage, das Puzzle für Aktien zu lösenSekunden, während es für einen Menschen 4,7 Sekunden dauert (eine Errungenschaft von Mats Valk im Jahr 2016). Wie Sie sehen können, haben die Teilnehmer der Speedcubing-Bewegung jemanden, zu dem sie aufschauen können.

Welche Algorithmen gibt es zum Lösen eines 3x3 Zauberwürfels?

Es gibt viele Möglichkeiten, das berühmte Rätsel zu lösen. Für Anfänger und Fortgeschrittene mit komplizierten Schemata wurden Varianten von Rubiks Würfel-Montageschemata 3x3 entwickelt: 4x4, 6x6 und sogar 17x17.

Die 3x3-Puzzle-Variante gilt bei den meisten Fans als beliebter Klassiker. Daher gibt es viel mehr Anweisungen zum Lösen eines Rubik's Cube 3x3 als zu jedem anderen.

Wie soll das Puzzle aussehen?

Es ist möglich, ein Spielzeug nach dem Schema nur von einer vorbereiteten Position aus zusammenzubauen. Wenn die Muster auf den Seiten des Würfels falsch angeordnet sind, ist es nicht möglich, sie mit dem 3x3-Rubik-Würfel-Assemblierungsalgorithmus für Anfänger zu lösen. Es gibt eine Reihe solcher Positionen für verschiedene Lösungen.

Die Abbildung zeigt ein "weißes Kreuz" oder einfach "Kreuz" - der Ausgangspunkt für die einfachste Lösung eines 3x3 Rubik's Cube. Es wird empfohlen, das Spielzeug richtig zu zerlegen und zu f alten.

Schemabezeichnungen und Möglichkeiten, den Würfel zu drehen

Bevor du anfängst, die Formeln des Rubik's Cube 3x3 zu zerlegen, solltest du die Notation lernen, die beim Speedcubing verwendet wird. Alle Rätselbewegungen sind mit Großbuchstaben gekennzeichnet. Das Fehlen eines Apostrophs über dem Symbol bedeutet, dass die Drehung des Symbols im Uhrzeigersinn erfolgtist, dann in die entgegengesetzte Richtung drehen.

Die Anfangsbuchstaben englischer (oder russischer) Wörter, die Bewegungen bezeichnen, werden allgemein akzeptiert:

• front - F oder Ф - Drehung der Vorderseite;
• back - B oder T - Rückenrotation;
• left - L oder L - Drehung der linken Reihe;
• rechts - R oder R - Drehung der rechten Reihe;
• up - U oder B - Rotation der obersten Reihe;
• down -D oder H - Drehung der unteren Reihe.

Außerdem können Zeiger verwendet werden, um die Position des Würfels im Raum zu ändern - Abfangbewegungen. Auch hier ist alles einfach, aus dem Geometrieschulkurs kennt jeder die Koordinatenachsen X, Y und Z. Die Bewegung von X bedeutet, dass der Würfel um die Fläche F an die Stelle der Fläche U gedreht werden muss, wenn Beim Verschieben von Y - F sollte L stattfinden, und beim Drehen von Z - F bewegt es sich nach R.

Die folgende Gruppe von Symbolen wird selten verwendet, sie wird beim Erstellen von Mustern von Mustern verwendet:

• M - mittlere Reihe drehen, zwischen rechts (R/R) und links (L/L);
• S - Drehung der mittleren Reihe, zwischen vorne (F/F) und hinten (B/T);
• E - Drehe die mittlere Reihe zwischen der oberen (U/B) und der unteren (D/H).

Warum Muster auf den Flächen des Würfels sammeln?

Bei Speedcubing-Meetings konkurrieren sie nicht nur beim Lösen von Rätseln, sondern auch in der Fähigkeit, verschiedene Muster auf einem 3x3 Rubik's Cube zu erstellen. Sie tun dies, um den Würfel schnell und einfach in der gewünschten Position zu sammeln.

Es gibt eine Vielzahl von Schemata zum Zusammenstellen verschiedener Muster: "Punkte", "Schach", "Punkte mit Schach","Zickzack", "Maurer", "Würfel in einem Würfel in einem Würfel" und viele andere. Allein beim klassischen Puzzle gibt es davon mehr als 46. Speedcubing-Meister h alten es für beschämend, das Spielzeug zu zerlegen. Außerdem ist das Erstellen von Mustern auf einem 3x3-Zauberwürfel eine großartige Möglichkeit, Ihre Fähigkeiten zu üben und zu verbessern.

Das Bild zeigt Variationen verschiedener Puzzlemuster. Unten sind noch ein paar Formeln, um die interessantesten Muster aus der Position des Kreuzes zusammenzusetzen:

• Schach - M²E²S^2;
• Zickzack - (PLFT)3;
• vier z - (PLFT)³B²N^2;
• Plummerkreuz - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• Würfel in einem Würfel in einem Würfel - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

Der 3x3-Zauberwürfel-Algorithmus für Anfänger

Obwohl es viele Möglichkeiten gibt, das Rätsel zu lösen, sind einfache und klare Schemata für Anfänger nicht so leicht zu finden. Mit jedem vollendeten Bauschritt werden die 3x3-Würfelformeln von Rubik schwieriger. Es ist nicht nur notwendig, das Muster richtig zu ändern, sondern auch das zu speichern, was zuvor getan wurde. Unten finden Sie eine der Optionen, wie Sie einen 3x3-Zauberwürfel ganz einfach lösen können.

Herkömmlicherweise kann der gesamte Prozess in die folgenden Phasen unterteilt werden:

1. Montage des Kreuzes an der Spitze des Würfels.
2. Korrekte Zusammensetzung der gesamten Oberseite.
3. Arbeiten an den mittleren Schichten.
4. Richtige Montage der Rippen der letzten Reihe.
5. KreuzmontageUnterkante.
6. Korrekte Ausrichtung der Ecken der letzten Fläche des Würfels.

Rätsel lösen - Vorarbeit

Der erste Schritt ist der einfachste. Anfänger können sich ausprobieren und üben, Würfelmuster gemäß den bereitgestellten Anweisungen zu erstellen, aber dieser Vorgang wird lange dauern.

Du musst zuerst die Oberseite und die Farbe auswählen, die gesammelt werden sollen. Der 3x3-Rubik-Würfel-Assemblierungsalgorithmus für Anfänger wurde aus der "Kreuz"-Position entwickelt. Es ist nicht schwer, es zu machen, Sie müssen die zentrale Farbe auswählen, 4 Kantenelemente des gleichen Farbtons finden und sie auf das ausgewählte Gesicht heben. Der farbige Pfeil im Bild zeigt das gewünschte Teil an. Die Möglichkeiten für die Position des gewünschten Elements können unterschiedlich sein, abhängig davon werden 2 Aktionsfolgen A und B beschrieben. Die Schwierigkeit besteht darin, das Kreuz entlang der Seiten des Würfels fortzusetzen. Sie können sich die endgültige Form der Bühne im oben geposteten Bild genauer ansehen.

Rätsellösung - Arbeit an der mittleren Reihe

In diesem Stadium des 3x3-Zauberwürfels für Anfänger müssen Sie die Eckelemente der Oberseite finden und zusammenbauen. Das Endergebnis sollte die vollständige Lösung des Kreuzes und der obersten Reihe des Puzzles sein.

Das Bild zeigt drei mögliche Facettenmuster. Wenn Sie eine der Methoden A, B oder C wählen, müssen Sie alle 4 Ecken des Würfels sammeln. ErinnernRotationsalgorithmen und deren Übung werden Fähigkeiten und die Beherrschung der Puzzlemontage erworben. Es ist sinnlos, über Formeln nachzudenken und sich den Prozess vorzustellen, es ist viel einfacher, einen Würfel zu nehmen und alle Methoden in der Praxis auszuprobieren.

Der dritte Schritt scheint einfach, aber es ist nur eine Erscheinung. Um es zu lösen, werden zwei Situationen von Mustern beschrieben und dementsprechend zwei Rotationsformeln zusammengestellt. Bei der Anwendung ist daran zu denken, die zuvor erzielten Ergebnisse zu bewahren. Meister beh alten ständig die letzten 3-4 Umdrehungen im Gedächtnis, damit der Würfel im Fehlerfall in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.

Um das Puzzle zu lösen, musst du es auf der Suche nach den notwendigen Elementen entlang der Koordinatenachse drehen und mit ihnen arbeiten. Solche Bewegungen werden in Formeln selten angezeigt, nur in Sonderfällen. Es wird empfohlen, mit dem Zusammenbau der Kantenflächen von den Elementen der unteren Reihen zu beginnen, nach solchen Drehungen werden alle notwendigen Würfel von der mittleren Reihe in die untere Reihe absteigen.

Puzzle lösen - zweites Kreuz bilden

In der vierten Stufe wird das Spielzeug auf den Kopf gestellt. Das Lösen des letzten Gesichts ist der schwierigste Teil des 3x3-Zauberwürfel-Algorithmus für Anfänger. Die Rotationsformeln sind lang und komplex, und ihre Ausführung erfordert besondere Sorgf alt. Der Zweck der Aktion besteht darin, die Rippenelemente an ihren Stellen zu platzieren, um das Kreuz weiter zu zeichnen. Die Ausrichtung der Rippenabschnitte kann falsch sein. Würfelbewegungsformeles gibt nur eine und sie sollte angewendet werden, bis das Ziel der Etappe erreicht ist.

Drehungen der fünften Stufe zielen darauf ab, die Elemente auf die rechte Seite zu drehen. Seine Besonderheit liegt darin, dass für alle drei Muster in der Figur dieselbe Rotationsformel verwendet wird, der einzige Unterschied besteht in der Ausrichtung des Würfels selbst.

Die Formeln für die Bewegungen der 5. Stufe lauten wie folgt:

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

С_{Н ist die Drehung der mittleren Reihe im Uhrzeigersinn, und der Exponent über der Klammer ist die Anzahl der Wiederholungen von Aktionen in Klammern.}

Rätsel lösen - Letzte Spins

In der sechsten Stufe sowie in der vierten werden die erforderlichen Würfel unabhängig von ihrer Ausrichtung an ihren Plätzen platziert. Das Puzzle sollte so gedreht werden, dass sich das Element, das sich bereits an der richtigen Stelle befindet, in der äußersten linken Ecke oben im Würfel befindet. Die zur Lösung der Formel vorgeschlagenen Optionen spiegeln einander wider. Rotationen müssen wiederholt werden, bis das gewünschte Ergebnis erreicht ist.

Die siebte Stufe ist die feierlichste und schwierigste. Beim Drehen des Würfels sind Verletzungen in bereits zusammengesetzten Reihen unvermeidlich. Würde brauchenvollständig auf die Bewegungen konzentrieren, da sonst das Ergebnis der Montage unwiederbringlich ruiniert werden kann. Wie in der fünften Stufe gibt es nur einen Bewegungsablauf, der aber 4 mal wiederholt wird. Zuerst werden Drehungen durchgeführt, um das Element auszurichten, dann werden umgekehrte Drehungen durchgeführt, um unterbrochene Zeilen wiederherzustellen.

Man sollte nicht vergessen, Bewegungen mit den Zeichen des englischen Alphabets aufzuzeichnen. Die Formeln für die Bewegungen der Flächen und Reihen des Würfels dieser Stufe lauten wie folgt:

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

B - Drehung der oberen Fläche um 90 Grad, B' - Drehung derselben Fläche gegen den Uhrzeigersinn und B2 - doppelte Drehung.

Die Komplexität der Bühne liegt in der richtigen Einschätzung der Position der Elemente und der Wahl der erforderlichen Rotationsoption. Für Anfänger kann es schwierig sein, das Muster sofort richtig zu erkennen und es der richtigen Formel zuzuordnen.

Zauberwürfel und Kinder

Tricky Puzzle ist nicht nur für Erwachsene interessant, sondern auch für Kinder. Teenager wurden Weltrekordh alter beim Lösen des Rubik's Cube. 2015 baute der damals erst 15-jährige Colin Burns das Spielzeug in 5,2 Sekunden zusammen.

Ein einfaches, aber lustiges Spielzeug, das die jüngere Generation seit über 5 Jahrzehnten fasziniert. Das Hobby der Kinder entwickelt sich oft zum Beruf. Es gibt mathematische Methoden zur Bewertung der Lösung von Rubiks Würfelproblemen. Dieser Zweig der Mathematik wird verwendet fürErstellen und Schreiben von Lösungsalgorithmen für automatisierte Computer. Roboter, die wirklich nach Wegen suchen, um den Würfel zu lösen, und nicht einem vorgegebenen Bewegungsalgorithmus folgen, lösen das Puzzle in 3 Sekunden, zum Beispiel CubeStormer 3.