Кубика рубика секреты


❶ Секрет кубик-рубика: как собрать фигуру

Вам понадобится

Инструкция

Выберите, с какого цвета начнется процесс сборки. Допустим, вы выбрали оранжевый – этого цвета будет нижняя грань кубика в процессе сборки. Теперь необходимо собрать на нижней грани оранжевый крест из пяти квадратиков. На четырех боковых гранях необходимо получить два квадрата одного цвета, соприкасающихся с лучами креста. В конце первого этапа у вас должен получиться оранжевый крест на нижней грани, а на боковых гранях два одинаковых квадратика: центральный и тот, что под ним. Обратите внимание на тот факт, что центральные квадраты граней неподвижны и, следовательно, могут служить ориентирами при сборке, указывая на цвет той или иной стороны.

Соберите фигуры в виде буквы «Т» на боковых сторонах головоломки. В конце второго этапа сборки кубика Рубика у вас должен сохраниться оранжевый крест на нижней грани, а на боковых сторонах вы должны получить буквы «Т», перевернутые вверх тормашками. Обратите внимание, что «ножки» у «Т» короткие и состоят лишь из одного центрального квадрата. Важно знать, что квадраты, располагающиеся на углах головоломки и представляющие собой три цветовых сегмента, не могут перемещаться внутрь граней.

Соберите горизонтальный центр боковых граней, то есть вместо перевернутых букв «Т» у вас должны получиться прямоугольники, прилегающие к нижней грани. По итогам этого этапа у вас должен быть собран оранжевой крестик внизу и две трети каждой из боковых сторон кубика Рубика (нижний и средний ряды).

Работайте над сборкой креста на верхней стороне головоломки. В конце этого этапа у вас должны получиться крестообразные фигуры из пяти цветных квадратов на верхней и нижней гранях, а на боках кубика Рубика сохраняются собранными нижние и средние ряды.

Переставьте боковые квадратики на нижней и верхней гранях. Верхние ряды на боковых сторонах соберутся сами собой. Вот и все!

Видео по теме

Обратите внимание

Попробуйте собрать головоломку другими способами, ведь существует множество вариантов сборки кубика Рубика. Самый короткий процесс сборки состоит из 23 шагов, а рекордное время составляет 9 секунд.

www.kakprosto.ru

Секрет кубика Рубика разгадан

        Собрать кубик Рубика из любого исходного состояния можно не более чем за 20 ходов, утверждают американские ученые из университета Кента в штате Огайо.

        Исследование было построено следующим образом, с помощью компьютерного парка компании Google, ученые перебрали все возможные комбинации 54 цветных квадратов, из которых составлена головоломка.

        В результате чего получили минимум в 20 ходов, который назвали числом Бога. «Мы знаем теперь наверняка, что это волшебное число равно 20», – заявил руководитель исследования, профессор Морли Дэвидсон.         Как сообщает ученый, общее число начальных позиций кубика Рубика – 43 квинтиллиона (миллиарда миллиардов). Из них, как показали вычисления, существует более 100 тысяч позиций, которые могут быть решены за 20 ходов. Однако большинство этих решений может быть достигнуто за 15-19 ходов.         До сегодняшнего дня эксперты полагали, что теоретическим минимумом ходов для кубика Рубика является число 18. Затем исследования математика Майкла Рида показали, что имеются начальные конфигурации, которые невозможно решить менее чем за 20 ходов.

        Однако профессор Дэвидсон считает, что эта цифра – чисто гипотетическая, потому что никому пока что не удалось обсчитать все возможные конфигурации. Для анализа всех таких комбинаций исследователи разбили 54 элемента кубика их на 2,2 млрд групп, которые получили название косетов, каждый из которых содержит 20 млрд комбинаций.

        «Было бы совершенно безнадежным попытаться просчитать все группы. Поэтому мы сократили их число путем выявления дубликатов и используя теорию симметрии для выявления сходных комбинаций. В итоге нам удалось сократить количество косетов до 56 млн», – рассказал профессор Девидсон.         Девидсон добавил, что в свое время загадка кубика Рубика заставила его заняться математикой. По его словам, группа исследователей, которую он возглавляет, может теперь заняться решением подобной проблемы для более сложных версий головоломки Рубика в виде октаэдра или шара.

        В 2009 году в магазины Евросоюза и США поступила новая головоломка от профессора Эрно Рубика – Рубик 360.

        Новая головоломка представляет собой вращающиеся на осях три прозрачные сферы, находящихся одна в другой. Внутри центральной сферы – шесть цветных шаров. Цель состоит в том, чтобы через отверстия в сферах довести каждый шар до гнезда с соответствующим цветом, расположенного на внешней сфере.

        Сам Эрно Рубик уже заявил, что, хотя задача на первый взгляд выглядит простой, добиться ее решения очень трудно, так как в игру вмешивается гравитация.

econet.ru

Основные особенности методов исследования.

  1. Что я уже знаю о головоломке?

2  Чтение литературы, интернет ресурсов.

  1. Познакомить одноклассников с данным проектом.

Основная часть

2.1.Что такое Кубик  Рубика?

.

Кубик Рубик – это механическая головоломка, пластмассовый куб размерами 3 × 3 × 3 элемента. Его внешние элементы - это 54 грани малых кубиков, которые составляют один большой куб. Каждый такой кубик способен вращаться вокруг трех осей. Каждая грань представляет собой девять элементов и окрашена в один из шести цветов, которые в свою очередь расположены попарно друг против друга

            Кубик  Рубик был изобретен в 1974-м году венгерским скульптором и преподавателем архитектуры Эрне Рубиком. Он же запатентовал его в 1975-м году. Изначально эта головоломка называлась «Магический кубик».

            Суть головоломки состоит в том, чтобы, поворачивая грани малых кубиков, упорядочить их по цвету и составить большую грань куба элементами одного цвета, т.е. собрать Кубик -Рубика.

2.2.Кто изобрел Кубик Рубика?

            Изначально Кубик  Рубика не был игрушкой. Эрне Рубик преподавал промышленный дизайн и архитектуру и создал данный куб в качестве учебного пособия, с помощью которого хотел наглядно пояснить студентам основы математической теории групп. Однако кубик так понравился молодежи, что постепенно стал игрушкой.Первый выпуск кубиков состоялся в конце 1977-го года. Производителем кубика стал небольшой будапештский кооператив, а выпуск кубика приурочили к Рождеству 1978-го года.

            Однако широкую известность и популярность головоломка получила лишь после того, как ею заинтересовался некто ТиборЛакзи. Он был компьютерным предпринимателем и увлекался математикой. Он занялся продвижением игрушки вместе с Томом Кремером - изобретателем игр и основателем компании SevenTownsLtd.После этого наступил пик популярности Кубика  Рубика, пришедшийся на 1980-й год. В СССР игрушка появилась в 1981-м году. В журналах печатались целые статьи, посвященные методикам сбора замысловатого кубика. А в 1982-м году в Венгрии прошел первый чемпионат мира по собиранию Кубика -Рубика. В нем приняли участие представители 19 стран. Участникам состязания необходимо было собрать кубик не более чем за одну минуту. Лучшее время сборки составило 22,95 секунды. На сегодняшний день рекорд составляет 8 секунд.После 1983-го года интерес к игрушке стал постепенно спадать, и второе дыхание она получила лишь в 90-е годы. Это объясняется появлением персональных компьютеров и созданием для них игры-симулятора Кубика -Рубика.

            Эта головоломка стала игрушкой на все времена. В 1980-м она получила венгерский национальный приз за лучшее изобретение и выиграла конкурс на лучшую игрушку в США, Великобритании, Франции и Германии. В 1981 году кубик разместили в галерее Нью-Йоркского музея современного искусства.

2.3.Механизм головоломки

Эрнё Рубик подал в Венгрии заявку на патент своего изобретения - головоломки 3х3х3. В заявке был описан принцип работы и приложен чертёж механизма головоломки. Патент зарегистрировали только в 1975 году под номером 170062. Чертёж из патентной заявки ЭрнёРубика на изобретение Magiccube приведён ниже.

Производственные возможности того времени были не столь совершенны, как сейчас, и потому качество выпускаемой продукции было невысоким. А «тот самый характерный хруст» был ни чем иным как звуком плохо подогнанных частей. К тому же не было технических возможностей по масштабному производству головоломки, и это ппривело к  большому дефициту быстро ставшей популярной интеллектуальной игрушки.

 

Кубик  Рубика состоит из двадцати шести маленьких кубиков, а в центре всей конструкции находится трёхмерная крестовина, на которой вращаются центральные кубики каждой грани. Благодаря такой конструкции все грани головоломки свободно крутятся.

2.4.Алгоритм Бога

Несмотря на то, что кубику  Рубика уже много десятков лет, эта головоломка продолжает оставаться популярной. Ставятся рекорды — как людьми, так и роботами, совершенствуется алгоритм решения головоломки. Причем сейчас компьютеры уже могут научить собирать Кубик человека с любым уровнем опыта (речь здесь идет о приложениях обучающих, коих немало). Правильно собрать все грани после пары дней обучения при помощи компьютера смогут даже те, кто взял игрушку в руки в первый раз. Вообще говоря, существует множество алгоритмов для сборки головоломки. Для обычного человека среднее число ходов составляет около 40. Немногие чемпионы умеют собирать кубик по алгоритму бога. Если кратко, то так называют алгоритм, который требует для сборки любой начальной конфигурации минимальное количество ходов. Для кубика Рубика это число равно 20. История поиска алгоритма Бога кубика Рубика началась не позже 1980 года, когда открылся список рассылки для любителей Кубика - Рубика. С тех пор математики, программисты и просто любители стремились найти алгоритм Бога — алгоритм, который бы позволил на практике решать кубик Рубика за минимальное число ходов. С этой проблемой была связана проблема определения числа Бога — числа ходов, всегда достаточного для сборки головоломки.

В июле 2010 года программист из Пало-Альто Томас Рокики, учитель математики из Дармштадта Герберт Коцемба, математик из Кентского университета МорлиДэвидсон и инженер компании GoogleInc. Джон Детридж доказали, что каждая конфигурация Кубика -Рубика может быть решена не более чем в 20 ходов. При этом любой поворот грани считался одним ходом. Объём вычислений составил около 35 лет процессорного времени, пожертвованного компанией Google. Технические данные о производительности и количестве компьютеров не разглашаются; продолжительность вычислений составляла несколько недель.

В августе 2014 года Томас Рокики и МорлиДэвидсон доказали, что каждая конфигурация кубика Рубика может быть решена не более чем в 26 ходов без использования поворотов на 180°. Объём вычислений составил около 29 лет процессорного времени в суперкомпьютерном центре Огайо.

2.5. Немного математики

Матема́тика Ку́бика  Ру́бика — совокупность математических методов для изучения свойств Кубика  Рубика с абстрактно-математической точки зрения. Изучает алгоритмы сборки кубика, оценки алгоритмов его сборки и др. Основана на теории графов, теории групп, теории вычислимости, комбинаторики.

Существует множество алгоритмов, предназначенных для перевода Кубика -Рубика из произвольной конфигурации в конечную конфигурацию (собранную, все грани одноцветны). В 2010 г. строго доказано, что для перевода Кубика -Рубика из произвольной конфигурации в собранную конфигурацию (часто этот процесс называют «сборкой» или «решением») достаточно не более чем 20 поворотов граней (ходов). Это число является диаметром графа Кэли группы Кубика  Рубика. В 2014 г. доказано, что для решения кубика Рубика только с помощью поворотов граней на 90° всегда достаточно не более чем 26 ходов. 43,252,003,274,489,856,000 возможных комбинаций, и только 1 правильное решение.

Более 350 миллионов кубиков Рубика продано во всем мире. Если сложить их в 1 ряд, то полосу из кубиков Рубика можно было бы выложить с Северного Полюса до Южного Полюса.

Изобретен профессором архитектуры и дизайна Эрно Рубиком в 1974 в Будапеште как учебное пособие по геометрии, и не экспортировался из Венгрии до 1980г.Первоначальное название, данное изобретателем — «Магический Кубик». Головоломка была переименована в кубик-Рубика после презентации на старейшей выставке игрушек в Нюрнберге в 1980г с  последующим миллионным заказом для США.

На пике популярности в 1980г, головоломку крутил каждый пятый житель земли!Размер стороны оригинального кубика   Рубика — 57мм. Это «золотой стандарт» игрушки, вычисленный Эрно Рубиком и до сих пор соблюдаемый брендом Rubik’s.

2.6. Когда и где прошел первый чемпионат мира

 

Первый Чемпионат Мира по кубику Рубика пошел в Венгрии в 1982г и был выигран студентом из Лос-Анджелеса по имени Мин Тай (MinhThai), собравшим кубик Рубика за 22,95сек. Соревнования проходят в нескольких номинациях: сборка одной рукой, ногами, с закрытыми глазами и даже под водой на одном дыхании.

Считается, что дольше всех собирал свой кубик Рубика британец Грэм Паркер, получивший его в подарок на свое 19-летие и,наконец, собравший его впервые совсем недавно, в 47-летнем возрасте, т.е. через 26 лет!

4.7.Виды Кубика -Рубика

Заключение

Кубик Рубик – это головоломка.

Изобрел Кубик –ЭрнеРубик.

Алгоритм Бога – алгоритм сборки кубика из минимального числа ходов.

            В течение этого года я проводила  конкурс внутри моего класса по сборке Кубика – Рубика.  Ребятам сборка даётся нелегко.Мой личный рекорд по сборке Кубику – Рубика составляет 45 секунд. Я предлагаю вам убедиться в этом сейчас.

Литература.

Какпростоhttps://www.kakprosto.ru/kak-898560-chto-takoe-kubik-rubika-

Магазин головоломок  https://megacuber.com/index.php?page=p0010

Geektimeshttps://geektimes.ru/post/276704/

Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/Математика_кубика_Рубика

Cont.wshttps://cont.ws/@adviser095/804172

ro23lu12ge69-ozr-shkmal.edumsko.ru


Смотрите также