Как собрать асимметричный кубик рубика. Значения в формулах. Откуда взялся кубик Рубика

Одной из самых известных головоломок детства является кубик Рубик. Каждому ребенку всегда было интересно, как можно собрать кубик Рубика полностью. Очень часто у большинства не получалось собрать его, и такая забава откладывалась в ящик. Лишь немногим удавалось собрать головоломку быстро и с легкостью.

Самой распространенной версией кубика считается куб, состоящий из пятидесяти четырех маленьких кубиков. Каждая грань состоит из девяти кубиков, которые окрашены в такие цвета, как желтый, белый, синий, зеленый, красный, оранжевый. Основная суть головоломки заключается в умении собрать игрушку так, чтобы каждой грани соответствовал определенный цвет.

В одном из современных мультфильмов под названием «Фиксики» подробно рассказывается, что герой по имени Нолик опрометчиво сказал, что легко его соберет. Но у него не получилось, и Нолик вместе с другом Файером разобрали и собрали кубик, закрепив таким образом, чтобы невозможно было его разбирать снова. Такой метод лишил их самого главного - интереса от процесса сборки.

История создания кубика Рубика

Изобретателем этой головоломки является преподаватель архитектурного университета Эрно Рубик. Он придумал свой шедевр в 30 лет с целью подготовки учебного пособия для студентов. С помощью изобретения автор хотел познакомить учеников с теорией групп в математике. Головоломка в 1980 году получила награды и призы за оригинальность изобретения.

Сам проект создавался в течение нескольких лет. Даже сам автор понимал, что собрать свое изобретение не так уж и легко. В 1975 году изобретателю удалось получить патент. И первая партия поступила в СССР в 1981 году. Такая игрушка была очень популярной и дефицитной среди жителей СССР.

Сейчас любители собирать головоломку участвуют в различных соревнования по его сборке. Лишь человеку по имени Мэтс Вальк удалось собрать кубик Рубика за 5,55 секунд, что является абсолютным рекордом в данный момент времени.

Как быстро собрать кубик рубик

В этой части статьи читатели узнают, как научиться собирать головоломку. Этапы сборки кубика Рубика включают в себя:

1. Сборка креста на одной из граней куба. Обычно выбирают верхнюю грань. Чтобы построить крест, нужно выбрать любой цвет, фрагмент которого находится в центре грани. Затем вокруг него попытаться построить крест. Для того, чтобы сборка креста происходила быстрее, необходимо, чтобы его «ветки» продолжались на следующих гранях, которые состоят из двух аналогичных фрагментов фигуры.

2. Непосредственно послойная сборка кубика. Необходимо собрать сторону одного цвета. Фрагменты головоломки должны образовывать специальный «пояс», который расположен возле собранной грани. Затем нужно собрать второй «пояс».

3. Нужно собрать крест на стороне, которая находится напротив стороны, содержащей крест. А далее полностью осуществить сборку стороны, содержащий второй крест.

4. Расположить угловые части кубика таким образом, чтобы все три стороны подходили к граням по цвету.

5. Расположить боковые части кубика по цвету.

Считается, что наименьшее число шагов, благодаря которым можно собрать эту головоломку, составляет двадцать.

Освоив простой метод, можно переходить к способу Джессики Фридрих, который более сложен. Согласно этому способу, сборка кубика Рубика происходит так:

• Собирается крест на начальной стороне.
• Происходит сборка первого и второго слоя.
• Сборка оставшихся слоев.

Таким образом, процесс сбора кубика Рубика достаточно увлекательный и познавательный. Научившись собирать такую головоломку, можно поразить и друзей, и недоброжелателей своим интеллектом.

Реализация этих методов на практике представлена в видеоподборке ниже.

Обозначения сторон и язык вращений русскими буквами

Прежде всего, договоримся о системе обозначений. Грани куба обозначаются буквами Ф, Т, П, Л, В, Н - начальными буквами слов фасад, тыл, правая, левая, верх, низ. Какую грань куба посчитать фасадной - синюю, зеленую и т. п. - зависит от Вас и от получившейся ситуации. В процессе сборки Вам придется несколько раз принимать за фасадную ту или иную грань, удобную для данного случая. Центральные кубики определяют цвет грани, то есть можно сказать, что даже в полностью перепутанном кубике центральные кубики уже подобраны и к каждому из них остается присоединить по 8 кубиков того же цвета. Центральные кубики обозначаются одной буквой: ф, т, п, л, в, н .

Реберные кубики (их 12 штук) принадлежат двум граням и обозначаются двумя буквами, например фп, пв, фн и т. д.

Угловые кубики - тремя буквами по наименованию граней, например, фпв, флн и т. д.

Прописными буквами Ф, Т, П, Л, В, Н обозначаются элементарные операции поворота соответствующей грани (слоя, ломтика) куба на 90° по часовой стрелке. Обозначения Ф", Т", П", Л", В", Н" соответствуют повороту граней на 90° против часовой стрелки. Обозначения Ф 2 , П 2 и т. д. говорят о двойном повороте соответствующей грани (Ф 2 = ФФ ).

Буквой С обозначают поворот среднего слоя. Подстрочный индекс показывает, со стороны какой грани следует смотреть, чтобы проделать этот поворот. Например С П - со стороны правой грани, С Н - со стороны нижней, С" Л - со стороны левой, против часовой стрелки и т. д. Понятно, что С Н =С" В , С П =С" Л и т. п. Буква О - поворот (оборот) всего куба вокруг своей оси. О Ф - со стороны фасадной грани по часовой стрелке и т. д.

Запись процесса (Ф" П") Н 2 (ПФ) означает: повернуть фасадную грань против часовой стрелки на 90°, то же - правую грань, повернуть нижнюю грань дважды (то есть на 180°), повернуть правую грань на 90° по часовой стрелке, повернуть фасадную грань на 90° по часовой стрелке.

Наряду с буквенной записью процессов применяется и матричная форма записи, где элементарные операции изображаются рисунком фасадной грани с соответствующими стрелками, обозначающими направления поворотов соответствующей грани.

Послойный алгоритм сборки кубика Рубика является далеко не единственным. Существуют и другие способы, о которых - на других страницах этого раздела.

Продолжение следует...

Дата: 2012-11-20 Редактор: Загуменный Владислав

Стадия 1. Знакомимся с кубиком Рубика.
Названия частей кубика Рубика:
Части ребра или рёбра – части с двумя цветами. Всего у кубика 12 рёберных частей, расположенных в серединах рёбер.

Угловые части или углы – это части с тремя цветами. Всего у кубика 8 угловых частей, расположенных по углам.

Центральные части или просто центры – части с одним цветом. Всего у кубика 6 центральных частей, расположенных в центре каждой грани. Центральные части не двигаются и представляют цвета их граней.
Центры, всегда противоположные друг другу:

Белый противоположен жёлтому.
- Оранжевый противоположен красному.
- Зелёный противоположен синему.

Каждая сторона кубика обозначается латинской буквой

R - правая грань – правая сторона кубика
L – левая грань – левая сторона кубика
U – верхняя грань – верхняя сторона кубика
D – нижняя грань – нижняя сторона кубика
F – передняя грань – передняя сторона кубика
B – задняя грань – задняя сторона кубика.
Замечание: буква “i” после буквы грани означает обратное движение или движение против часовой стрелки, если смотреть прямо на грань.

Очень важно
Когда выполняете движения, представленные ниже, держите кубик полностью повёрнутым одной гранью к вам, как показано на рисунке. Тёмно серый цвет на картинках значит, что настоящий цвет этих частей не имеет значения. Каждое движение – это одна четвёртая полного поворота на 360 градусов.

Стадия 2. Собираем белый крест.

Задача: Держа ваш кубик так, чтобы белый центр располагался на верхней грани (U), вы должны собрать белый крест так, как показано на рисунке ниже. Большая часть этой стадии достигается методом проб и ошибок, но всё же есть несколько подсказок.

Подсказки:
Обязательно помните, что собирать части белого креста нужно в следующем порядке – синий, оранжевый, зелёный, красный.
Обратите внимание, что рёбра на рисунке выше сочетаются с верхним белым центром и с боковым красным или синим центром. Таким образом можно просто определить, что рёбра находятся на правильных местах.
Сохраняя положение белого центра на верхней грани, сдвиньте бело-синие ребро на нижнюю грань(D). Далее поворачивайте нижнюю грань, пока бело-синие ребро не окажется прямо под синим центром. Теперь возьмите кубик так, чтобы синий центр и бело-синие ребро оказались на правой грани (R).
Поворачивайте правую грань(R), пока бело-синие ребро не окажется на верхней(U) грани над синим центром.
Если ваш кубик выглядит как на рисунке с ниже, то возьмите кубик так, чтобы оранжевый центр оказался на правой грани, и соберите сторону с оранжевым центром тем же способом.
Если ваш кубик выглядит как на рисунке ниже, то выполните последовательность ниже, убедившись, что синий центр находится на правой(R) грани.

Таким же образом собираются оставшиеся части белого креста.

Поздравляем!
Если на вашем кубике получился белый крест такой же, как на рисунке, то вы можете перейти к стадии 3 !

Стадия 3. Собираем белые углы.

Задача: возьмите кубик так, что бы белый крест оказался на верхней грани(U). Теперь вы должны собрать белые углы, и получить кубик как на рисунке ниже.

Подсказки:
Углы будут иметь одну белую грань и 2 грани других цветов.
Если угол уже находится на нижней грани, то поворачивайте нижнюю грань, пока угол не окажется прямо под местом, на котором должен быть. После этого ваш кубик может выглядеть как на одной из 3 трёх картинок ниже.

Повторите весь процесс для всех четырёх углов.
Если угол расположен на верхней грани, то передвиньте его на нижнюю грань, выполнив последовательность:

Теперь поворачивайте нижнюю грань, пока угол не окажется прямо под своим местом на верхней грани.

Поздравляем!
Если ваш белый слой выглядит так же как на картинке ниже, то вы собрали одну третью кубика и можете перейти к стадии 4 .

Стадия 4. Собираем средний слой.
Задача: Возьмите кубик так, чтобы полностью собранный белый слой оказался на нижней грани. Теперь вам нужно собрать средний слой, расположив на своих местах боковые рёбра.

Подсказки:
Обратите внимание на вертикальную синюю полосу (она так же может быть красной, оранжевой, зелёной) – это критически важно.
Соберите такую вертикальную полосу, вращая верхнюю грань, пока цвет ребра на верхней грани без жёлтого не совпадёт с цветом центра грани. Цвет верхней части ребра на верхней грани определяет направление движения ребра, то есть в какую сторону эта часть должна сместиться.
1) Если вы двигаете ребро в том же направлении, что и на рисунке, то следуйте последовательности картинок ниже.

2) Если вы двигаете ребро в том же направлении, что и на рисунке, то следуйте последовательности картинок ниже.

Повторяйте эти действия, пока все боковые рёбра не окажутся на своих местах.
Замечание: если одно из рёбер уже находится на своём месте, но не правильно ориентировано, выполните одно из последовательностей представленных выше, и оно окажется в верхнем слое. После этого выполните соответствующую последовательность действий, чтобы поместить ребро обратно на своё место в среднем слое.

Поздравляем!
Если два нижних слоя на вашем кубике выглядят так же как на картинкениже, вы можете приступать к стадии 5 . Вы прошли две третьих пути!

Стадия 5. Собираем верхний слой. Получаем жёлтый крест.
Задача: сравните состояние жёлтой грани вашего кубика с шаблонами представленными ниже. Далее выполните соответствующую последовательность.
Подсказка: жёлтые части на верхней грани пока не должны совпадать по цвету с боковыми гранями.
Шаг первый : Соберём жёлтый крест.

Перейдите к шагу два и начните собирать углы жёлтой грани.

Выполните следующую последовательность действий:

Вариант 3.

Вариант 4.

Шаг второй: Делаем все углы верхней грани жёлтыми.

Взгляните на верхнюю грань и сопоставьте состояние кубика с вариантами представленными ниже.
Если на верхней жёлтой грани нет ни одного жёлтого угла, то вы должны взять кубик так, чтобы жёлтая грань одного из углов, оказалась на левой стороне кубика. Смотрите рисунок.

Если на жёлтой грани есть один угол, выполните последовательность представленную ниже.

Вариант 3. Если на верхней жёлтой грани нет ни одного жёлтого угла, и так же нету ни одного угла, который можно было бы использовать в варианте 1 (то есть у всех углов грани располагаются справа). То возьмите кубик так, как показано на рисунке ниже. Жёлтая часть угла должна оказаться на передней грани кубика.

Выполните последовательность, представленную ниже, 1, 2 или 3 раза, чтобы получить полностью собранную жёлтую грань. После каждого выполнения последовательности повторно сравнивайте состояние вашего кубика с вариантами описанными выше.

Поздравляем!

Если ваш кубик выглядит так, как на рисунке, вы можете перейти к стадии 6 !

Стадия 6. Выставляем жёлтые углы на свои места.

Как же прекрасен этот момент, когда удается сделать то, что не под силу порой и большинству, а в этом случае речь идет о том, что быстро собрать кубик-рубик умеет не каждый. Хотя это под силу любому желающему. Для этого главное знать несколько секретов и обзавестись терпением.

Как научиться собирать кубик-рубик - секреты успеха

5,66 секунд. Именно так «много» времени необходимо Феликсу Земдегсу, первому в мире человеку, которые умеет быстро собирать это творение 1980-х. Новичку спустя недели тренировок удастся составить лично для себя рекорд сборки на протяжении 2-3 минут.

Рассматривая вопрос, как можно собрать кубик-рубик, следует отметить, что перед началом занятия необходимо «раздеть» кубик на детали. Ведь не исключен вариант, что производитель осуществил ошибочную сборку, а это чревато напрасной тратой времени на собирание игрушки.

Затем идет процесс тщательного запоминания цветов (какой возле какого расположен).

Как полностью собрать кубик-рубик - детальная инструкция

Что ж теперь перейдем к основным этапам собирания воедино всех цветов кубика-рубика.

Делим кубик на отдельные составляющие:

• углов насчитывается 8 шт., ребер – 12, а центра – 6;
• каждая грань включает в себя 9 подграней: а – нижняя, b – верхняя, c – левая, d – фронтальная, e – правая.

Следует запомнить, что в дальнейшем повороты против часовой стрелки будут обозначены звездочкой (*). Если встретиться обозначение наподобие a3, b3 – говорит о том, что столько раз (в данном случае трижды) следует повернуть на 180 градусов грань.

Главная цель на этап №1: собрать в одну линию красный цвет. Далее устанавливаем 4 элемента, образуя тем самым крест.

Итак, первый слой собран воедино.

Далее рекомендуется отыскать такое ребро, которое можно с легкостью развернуть посредством поворотов верха. Так, собирая новый слой, красный не должен быть тронут. Его следует держать «лицом» вниз. Необходимо прокрутить верхний слой (тот, что собирается в данный момент) до тех пор, пока не возникнут совпадения центральных участков кубика.

Для того чтобы, как указано на фото, поставить на место бело-синюю часть, используем следующее: b e b* e* b* d* b d.

Дабы заполнить левую часть: b* c b c* b d b* d*.

Образуется крест из определенного цвета.

Теперь займемся ребрами оставшегося слоя. Если получается так, что те кубики, которые совпадают по , находятся на разных гранях, необходимо прокрутить кубик по формуле: e b e* b e a2 e*.

Если совпадающие элементы на соседних гранях, то: несобранная часть перед собой, а вторая такая же находится слева. e b e* b e b2 e*.

Теперь речь пойдет о расстановки углов оставшегося слоя. Если нужный цвет справа (на фото сине-бело-оранжевый), то: a e a* e* a e a* e*. Угол, что необходимо собрать, следует подвести к нижнему.

Который вы разобрали и желаете собрать. Собирать кубик вы будете по методике Михаила Ростовикова . Эта методика содержит в себе 15 формул-алгоритмов, взятых из методики скоростной сборки . Эти формулы рассчитаны на сборку 3-го (последнего) слоя. Методика более продвинутая, чем самые базовые варианты, и изучив этот метод — можно быстро перейти на скоростной метод Джессики Фридрих.

Цель сборки (решить головоломку)

Прежде чем начать собирать кубик, очень внимательно прочтите этот материал. От того, как вы его поймете будет зависеть дальнейшее обучение.

Как устроен кубик?

Кубик устроен очень хитро и на первый взгляд кажется, что все его частички как-то друг с другом скреплены. Но это не совсем так. Закреплены только центральные элементы каждой стороны, на них держатся боковые элементы (кубики), а на боковых элементах держатся угловые кубики, причем угловые и боковые элементы ни с чем не соединены.

Центральные элементы (6 штук) — элементы, стоящие в середине каждой из 6 граней. Заметьте, что как ни вращать кубик, они никогда не меняют своего положения относительно других центральных элементов. Центральный элемент определяет цвет стороны кубика , потому что он не перемещается. Если центральный элемент, желтый — то на этой грани кубика будет именно желтая сторона. Точно так же и для всех остальных цветов. Когда я в объяснениях буду говорить «держите кубик желтой стороной кверху», а она у вас еще не будет собрана, значит, надо держать кубик желтым центром вверх .

Угловые элементы (8 штук) — элементы, стоящие на углах кубика. Имеют три грани, каждая гран своего цвета, они всегда остаются угловыми элементами независимо от вращений.

Боковые (реберные, сторонние) элементы (12 штук) — элементы, стоящие на стороне ребра кубика. Имеют два цвета и всегда остаются боковыми элементами (кубиками). Вы никак не сможете поставить угловой кубик на место бокового или наоборот. Некоторые иногда пытаются так делать…

Также заметьте, что все наклейки, находящиеся на поверхности кубика, всегда остаются на поверхности. Внутрь кубика никакой цвет никогда не уходит! Цвета на любом взятом элементе всегда остаются на своем элементе. Элемент нельзя никак «расщепить» на составляющие. Разве что молотком…

Понятие формулы, алгоритма или последовательности

Алгоритмом называют какую-либо последовательность вращений, при выполнении которой в позиции на кубике что-то меняется. Если проделывать один и тот же алгоритм несколько раз, то через некоторое количество повторов кубик вернется в исходное состояние.

Примеры алгоритмов (формул вращений):

П В П’ В’
Л В Л В2
Ф’ П В П’

Не обращайте внимание, что вы пока ничего не понимаете в этих записях. Как расшифровывать алгоритмы — объясню подробнее чуть ниже. Разговор сейчас про алгоритмы, которые могут быть и длиннее (например 15-16 ходов), а могут быть и коротким, даже одно движение какой-нибудь грани — это тоже алгоритм.

Что такое «послойная методика сборки»?

Это такая методика, где процесс решения кубика разделяется на 3 основные части : первый слой, второй слой и третий слой.

Вид «кубика Рубика» с собранным первым слоем.

Вид «кубика Рубика» с собранными первым и вторым слоем.

Вид «кубика Рубика» с собранными тремя слоями — то есть головоломка решена, кубик собран.

Начальная сторона — сторона с которой начинается решение. Это та сторона, которая собрана целиком, когда решен первый слой. На рисунке, где собран 1-ый слой, она белая.

Конечная сторона — сторона, противоположная начальной — в нашем случае желтая.

Ну вот, основные понятия вы уже знаете. Сейчас самое время понять, как читать язык вращений «кубика Рубика». Это важно, так как без этого вы ничего не поймете в записях.

Как читать формулы языка вращений «кубика Рубика»?

Язык вращений необходим для того, чтобы сформулировать на бумаге движения граней кубика, и одновременно сделать запись как можно более краткой и четкой. Язык устроен очень просто и через три минуты вы уже будете уметь «читать» на нем написанные алгоритмы и выполнять их.
Возьмите кубик в руку и держите его перед собой. Посмотрите на него , подмигните ему и скажите «-Привет кубик Рубика! Я тебя соберууу!». Так вот, у «кубика Рубика» есть шесть сторон, эти стороны кодируются одной буквой.

Стороны «кубика Рубика» в русской и английской нотации

Поворот стороны по часовой стрелке шифруется просто как буква, обозначающая эту сторону.
П – поворот правой грани кубика Рубика по часовой стрелке. В – поворот верхней грани по часовой стрелке. Л – левой грани. Н – поворот по часовой стрелке нижней грани кубика, если бы вы смотрели на кубик снизу. З – поворот задней грани «кубика Рубика» по часовой стрелке, если бы вы смотрели на кубик сзади. Не запутайтесь!

Направление вращения для любой стороны «кубика Рубика», определяется так, если бы вы смотрели на нужную сторону «в лицо»

Поворот стороны против часовой стрелки шифруется как буква, обозначающая эту сторону и штрих.
П’ — поворот правой грани кубика против часовой стрелки. В’ – поворот верхней грани против часовой стрелки. Л’ – левой грани и т.д.

Поворот грани на 180 градусов — это поворот два раза по часовой стрелке или два раза против часовой (что одно и тоже) – шифруется как буква, обозначающая сторону и цифра два.
П2 – поворот на 180 градусов правой стороны, В2 – поворот на 180 градусов верхней стороны, Н2 – поворот на 180 градусов нижней грани.

Не ясно? Красивые картинки, для пояснения

П поворот правой стороны «кубика Рубика» по часовой стрелке.

Это был короткий алгоритм, а вот при выполнении длинного алгоритма (длинной формулы) главное помнить, где расположена каждая грань во время выполнения последовательности. Можно очень быстро запутаться, поэтому, вот вам наверно самое главное правило при сборке кубика Рубика:

При выполнении алгоритмов — не вертите кубик в руках, держите его прямо перед собой

Одна тонкость - между цветами сторон и буквой, обозначающей сторону, никакой связи нет. Если вы держите к себе кубик зеленым боком, значит зеленая сторона в данный момент и есть фронтальная. В следующий раз вам нужно применить другой алгоритм, и вы повернули кубик белым боком, то уже белая сторона станет фронтальной.

Это все, теперь мы можем перейти к сборки кубика Рубика.