خوارزمية مكعب روبيك 3x3 للمبتدئين. الأنماط على مكعب روبيك 3x3

2024 مؤلف: Sierra Becker | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-26 04:02

في عام 1975 ، حصل النحات إرن روبيك على براءة اختراع باسم "المكعب السحري". لأكثر من 40 عامًا ، كانت جميع حقوق اللغز مملوكة لشركة صديق مقرب للمخترع - Tom Kroener - تسمى Seven Towns Ltd. تتحكم الشركة الإنجليزية في إنتاج وبيع المكعب في جميع أنحاء العالم. في المجر وألمانيا والبرتغال والصين ، احتفظ اللغز باسمه الأصلي ، وفي بلدان أخرى تسمى اللعبة مكعب روبيك.

أشكال اللغز

مكعب روبيك الكلاسيكي هو 3 في 3 مربعات. بمرور الوقت ، توصلوا إلى عدد كبير من الأشكال والأحجام للعب الأطفال. لا أحد يستطيع أن يفاجئ أي شخص بلغز على شكل هرم أو 17x17 مكعب. ومع ذلك ، فإن الإنسانية لا تعتمد أبدًا على أمجادها.

من الواضح أنه لا يوجد مخطط تجميع للمبتدئين في هذا المكعب. قد تستغرق عملية تجميع الأحجية وحلها سنوات. في الآونة الأخيرة ، تزايد الاهتمام بالمكعب ليس فقط في آسيا وأوروبا ، ولكن أيضًاحيث لم تكن اللعبة مشهورة جدًا ، على سبيل المثال ، في الولايات المتحدة الأمريكية. قام أحد محبي مكعب روبيك بتصوير تجميع ألغاز 17 × 17. الطول الإجمالي للفيديو 7.5 ساعة ، تم إطلاق النار خلال الأسبوع.

الطلب المتزايد يخلق العرض. في بعض الأحيان تكون النماذج المعروضة للبيع مذهلة وليس من الواضح دائمًا كيف ستبدو عند تجميعها. كل بلد لديه مجموعة متنوعة من الألعاب المفضلة.

ما هو speedcubing؟

عشاق اللعبة يرتبون منافسات حقيقية في سرعة حل المكعب. للبيع هناك ألغاز خاصة "عالية السرعة". آلية تدوير مكعبات روبيك هذه ذات جودة عالية جدا ويمكن تقليب الوجوه والصفوف بحركة اصبع واحد.

World Cube Association (WCA) هي منظمة غير ربحية تدعم حركة speedcubing. تنظم WCA بانتظام مسابقات في جميع أنحاء العالم. تقريبا جميع البلدان لديها ممثلون عن المنظمة. يمكن لأي شخص أن يصبح مشاركًا في حدث Speedcubing ، ما عليك سوى التسجيل في الموقع وتلبية معيار التجميع. الانضباط الأكثر شعبية في مثل هذه المسابقات هو سرعة تجميع مكعب روبيك 3x3. معيار المشاركة هو 3 دقائق ، ولكن حتى إذا لم يتمكن الشخص من حل المشكلة في الوقت المحدد ، فسيظل مسموحًا له بالحدث. يمكنك التسجيل في أي تخصص ، ولكن عليك أن تأتي مع اللغز الخاص بك.

سجل حل مكعب روبيك 3x3 ينتمي إلى Sub1 ، وهو إنسان آلي أنشأه المهندس ألبرت بير. الآلة قادرة على حل اللغز بالنسبة للأسهمثواني ، بينما تستغرق 4.7 ثانية للإنسان (إنجاز لماتس فالك في عام 2016). كما ترى ، فإن المشاركين في حركة speedcubing لديهم من ينظر إليه.

ما الخوارزميات الموجودة لحل مكعب روبيك 3x3؟

هناك طرق عديدة لحل اللغز الشهير. تم تطوير متغيرات مخططات تجميع مكعب روبيك 3x3 لكل من المبتدئين والمتقدمين ذوي المخططات المعقدة: 4x4 و 6x6 وحتى 17x17.

يعتبر متغير الألغاز 3x3 كلاسيكيًا مفضلاً لدى معظم المعجبين. لذلك ، هناك الكثير من التعليمات حول كيفية حل مكعب روبيك 3x3 أكثر من أي شيء آخر.

كيف يجب أن يبدو اللغز؟

من الممكن تجميع لعبة وفقًا للمخطط فقط من وضع مُعد مسبقًا. إذا كانت الأنماط الموجودة على وجوه المكعب موجودة بشكل غير صحيح ، فلن يكون من الممكن حلها باستخدام خوارزمية تجميع مكعب روبيك 3x3 للمبتدئين. هناك مجموعة من هذه المواقف لحلول مختلفة.

يوضح الشكل "صليب أبيض" أو ببساطة "تقاطع" - نقطة البداية لأسهل طريقة لحل مكعب روبيك 3x3. يوصى بفك اللعبة وطيها بشكل صحيح.

تسميات المخطط وطرق تدوير المكعب

قبل أن تبدأ في تفكيك صيغ مكعب روبيك 3x3 ، يجب أن تتعلم الترميز المستخدم في speedcubing. تتم الإشارة إلى جميع حركات الألغاز بأحرف كبيرة. يعني عدم وجود علامة اقتباس أحادية أعلى الرمز أن الدوران في اتجاه عقارب الساعة إذا كان الرمزهو ، ثم تدوير في الاتجاه المعاكس.

يتم قبول الأحرف الأولى من الكلمات الإنجليزية (أو الروسية) التي تشير إلى الحركات بشكل عام:

• أمامي - F أو Ф - دوران الجانب الأمامي ؛
• رجوع - B أو T - دوران المؤخر ؛
• يسار - L أو L - دوران الصف الأيسر ؛
• right - R أو R - دوران الصف الأيمن ؛
• up - U أو B - دوران الصف العلوي ؛
• down -D أو H - دوران الصف السفلي.

أيضًا ، يمكن استخدام المؤشرات لتغيير موضع المكعب في الفضاء - حركات الاعتراض. هنا ، أيضًا ، كل شيء بسيط ، من مسار المدرسة الهندسي ، يعرف الجميع محاور الإحداثيات X و Y و Z. تعني حركة X أنه يجب تدوير المكعب بواسطة الوجه F إلى مكان الوجه U ، عندما التحول Y - F ، يجب أن يحدث L ، وعند التدوير Z - F ينتقل إلى R.

نادرًا ما يتم استخدام مجموعة الرموز التالية ، يتم استخدامها عند رسم أنماط الأنماط:

• M - دوران الصف الأوسط ، بين اليمين (R / R) واليسار (L / L) ؛
• S - انعطاف الصف الأوسط ، بين الأمام (F / F) والخلف (B / T) ؛
• E - أدر الصف الأوسط ، بين القمة (U / B) والأسفل (D / H).

لماذا تجمع الأنماط على وجوه المكعب؟

يتنافسون في اجتماعات Speedcubing ليس فقط في حل الألغاز ، ولكن أيضًا في القدرة على عمل أنماط مختلفة على مكعب روبيك 3x3. يفعلون ذلك من أجل جمع المكعب بسرعة وسهولة في الموضع المطلوب.

هناك عدد كبير من المخططات لتجميع مجموعة متنوعة من الأنماط: "النقاط" ، "الشطرنج" ، "النقاط مع الشطرنج" ،"متعرج" ، "ماسون" ، "مكعب في مكعب في مكعب" وغيرها الكثير. فقط للألغاز الكلاسيكية ، هناك أكثر من 46 منهم.يعتبر محترفو Speedcubing أنه من المعيب تفكيك اللعبة. أيضًا ، يعد صنع أنماط على مكعب روبيك 3x3 طريقة رائعة لممارسة مهاراتك وتحسينها.

تُظهر الصورة اختلافات في أنماط الألغاز المختلفة. فيما يلي بعض الصيغ الأخرى لتجميع الأنماط الأكثر إثارة للاهتمام من موضع التقاطع:

• الشطرنج - M²E²S^2؛
• متعرج - (PLFT)3 ؛
• أربعة ض - (PLFT)³B²N^2؛
تقاطع
• بلامر - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L²FN^{2B '؛}
• مكعب في مكعب في مكعب - V'L²F²N'L'NV^{2 PV'P'V}2^P2^{PF'L'VP '.}

خوارزمية مكعب روبيك 3x3 للمبتدئين

على الرغم من وجود العديد من الطرق لحل اللغز ، إلا أنه ليس من السهل العثور على مخططات بسيطة وواضحة للمبتدئين. مع كل خطوة تجميع مكتملة ، تصبح صيغ مكعب روبيك 3x3 أكثر صعوبة. من الضروري ليس فقط تغيير النمط بشكل صحيح ، ولكن أيضًا لحفظ ما تم القيام به من قبل. يوجد أدناه أحد الخيارات الخاصة بكيفية حل مكعب روبيك 3x3 بسهولة.

بشكل تقليدي ، يمكن تقسيم العملية برمتها إلى المراحل التالية:

1. تجميع الصليب في اعلى المكعب
2. التركيب الصحيح للوجه العلوي بأكمله.
3. العمل على الطبقات الوسطى.
4. التجميع الصحيح لأضلاع الصف الأخير.
5. عبر التجمعالحافة السفلية.
6. الاتجاه الصحيح لزوايا الوجه الأخير للمكعب.

حل اللغز - العمل التحضيري

الخطوة الأولى هي الأسهل. يمكن للمبتدئين تجربة أيديهم وممارسة عمل أنماط المكعب وفقًا للإرشادات المقدمة ، لكن هذه العملية ستستغرق وقتًا طويلاً.

تحتاج إلى تحديد الوجه العلوي واللون الذي سيتم جمعه أولاً. تم تطوير خوارزمية تجميع مكعب روبيك 3x3 للمبتدئين من وضع "التقاطع". ليس من الصعب القيام بذلك ، فأنت بحاجة إلى تحديد اللون المركزي ، والعثور على 4 عناصر حافة من نفس الظل ورفعها إلى الوجه المحدد. يشير السهم الملون في الصورة إلى الجزء المطلوب. قد تكون خيارات موقع العنصر المطلوب مختلفة ، بناءً على ذلك ، يتم وصف متتاليين من الإجراءات A و B. تكمن الصعوبة في استمرار التقاطع على طول جوانب المكعب. يمكنك إلقاء نظرة فاحصة على الشكل النهائي للمرحلة في الصورة المنشورة أعلاه.

حل اللغز - العمل على الصف الأوسط

في هذه المرحلة من مكعب روبيك 3x3 للمبتدئين ، تحتاج إلى إيجاد وتجميع عناصر الزاوية للوجه العلوي. يجب أن تكون النتيجة النهائية هي الحل الكامل للوجه المتقاطع والصف العلوي من اللغز.

تُظهر الصورة ثلاثة أنماط وجه محتملة. باختيار إحدى الطرق A أو B أو C ، ستحتاج إلى جمع كل الزوايا الأربع للمكعب. تذكرخوارزميات الدوران وممارستها ، اكتساب المهارات وإتقان تجميع الألغاز. لا جدوى من التفكير في الصيغ وتخيل العملية ، فمن الأسهل بكثير أن تأخذ مكعبًا وتجربة جميع الأساليب عمليًا.

الخطوة الثالثة تبدو بسيطة ، لكنها مجرد مظهر. لحلها ، تم وصف حالتين من الأنماط ، وبالتالي ، يتم تجميع صيغتي تناوب. عند تطبيقها ، يجدر بنا أن نتذكر الحفاظ على النتائج التي تم تحقيقها مسبقًا. يحتفظ المعلمون باستمرار في الذاكرة بآخر 3-4 دورات ، بحيث في حالة الفشل ، يعيد المكعب إلى حالته الأصلية.

لحل اللغز ، تحتاج إلى تدويره على طول محور الإحداثيات بحثًا عن العناصر الضرورية والعمل معها. نادرا ما يتم عرض مثل هذه الحركات في الصيغ ، فقط في حالات خاصة. يوصى ببدء تجميع وجوه الحواف من عناصر الصفوف السفلية ، وبعد هذه التدويرات ستنزل جميع المكعبات الضرورية من الصف الأوسط إلى الصف السفلي.

حل اللغز - تشكيل الصليب الثاني

في المرحلة الرابعة ، تنقلب اللعبة رأسًا على عقب. حل الوجه الأخير هو أصعب جزء من خوارزمية مكعب روبيك 3x3 للمبتدئين. صيغ الدوران طويلة ومعقدة ، وسيتطلب تنفيذها عناية خاصة. الغرض من الإجراء هو وضع عناصر الضلع في أماكنها لمزيد من رسم الصليب. قد يكون اتجاه أجزاء الضلع غير صحيح. صيغة حركة المكعبيوجد واحد فقط ويجب تطبيقه حتى الوصول لهدف المرحلة

دورات المرحلة الخامسة تهدف إلى قلب العناصر إلى الجانب الأيمن. تكمن خصوصيتها في حقيقة أن نفس صيغة الدوران تستخدم لجميع الأنماط الثلاثة في الشكل ، والفرق الوحيد هو في اتجاه المكعب نفسه.

صيغ حركات المرحلة الخامسة كالتالي:

• (PS_N)⁴V (PS_N)^{4B '- الخيار "أ" ؛}
• (PS_N)⁴B '(PS_N)^{4C - الخيار "ب" ؛}
• (PS_N)⁴B²(PS_N)⁴B^{2- خيار ب}

С_{Нهو دوران الصف الأوسط في اتجاه عقارب الساعة ، والأس فوق القوس هو عدد مرات تكرار الإجراءات بين قوسين.}

حل اللغز - آخر الدورات

في المرحلة السادسة وكذلك الرابعة توضع المكعبات اللازمة في أماكنها مهما كان اتجاهها. يجب تدوير اللغز بحيث يقع العنصر الموجود بالفعل في المكان الصحيح في الزاوية اليسرى القصوى في الجزء العلوي من المكعب. الخيارات المقترحة لحل الصيغة تعكس بعضها البعض. من الضروري تكرار التدويرات حتى تتحقق النتيجة المرجوة

المرحلة السابعة هي الأصعب والأصعب. عند تدوير المكعب ، فإن الانتهاكات في الصفوف المجمعة بالفعل أمر لا مفر منه. ستحتاجركز تمامًا على الحركات ، وإلا فقد تتلف نتيجة التجميع بشكل لا رجعة فيه. كما في المرحلة الخامسة ، يوجد تسلسل واحد للحركات ، لكنه يتكرر 4 مرات. أولاً ، يتم إجراء التدويرات لتوجيه العنصر ، ثم يتم إجراء التدوير العكسي لاستعادة الصفوف المكسورة.

لا ينبغي لأحد أن ينسى تسجيل الحركات باستخدام أحرف الأبجدية الإنجليزية. صيغت حركات الوجوه وصفوف مكعب هذه المرحلة كالتالي:

• (RF'R'F)²U (RF'R'F)^{2- الخيار "أ" ؛}
• (RF'R'F)²U ' (RF'R'F)^{2 - الخيار "ب" ؛}
• (RF'R'F)²U²(RF'R'F)^{2 - الخيار "في".}

B - دوران الوجه العلوي بمقدار 90 درجة ، B '- دوران نفس الوجه عكس اتجاه عقارب الساعة ، و B2- دوران مزدوج.

تعقيد المرحلة يكمن في التقييم الصحيح لموقع العناصر واختيار خيار التدوير المطلوب. قد يكون من الصعب على المبتدئين تحديد النمط بشكل صحيح ومطابقته بالصيغة الصحيحة على الفور.

مكعب روبيك والاطفال

اللغز الصعب مثير للاهتمام ليس فقط للبالغين ، ولكن أيضًا للأطفال. أصبح المراهقون أصحاب الرقم القياسي العالمي في حل مكعب روبيك. في عام 2015 ، قام كولن بيرنز ، الذي كان يبلغ من العمر 15 عامًا فقط ، بتجميع اللعبة في 5.2 ثانية.

لعبة بسيطة ولكنها ممتعة استمرت في إثارة اهتمام جيل الشباب لأكثر من 5 عقود. غالبًا ما تتطور هواية الأطفال إلى مهنة. توجد طرق رياضية لتقييم حل مشاكل مكعب روبيك. يستخدم هذا الفرع من الرياضيات لرسم وكتابة خوارزميات الحلول لأجهزة الكمبيوتر الآلية. الروبوتات التي تبحث حقًا عن طرق لحل المكعب ، ولا تتبع خوارزمية حركات مسبقة الدفع ، تحل اللغز في 3 ثوان ، على سبيل المثال ، CubeStormer 3.