Сколько способов есть чтобы собрать кубик рубик 3х3

Как собрать кубик Рубика 3х3: формулы и алгоритм сборки

Если Вы только заинтересовались сборкой кубика Рубика 3х3 – эта статья для Вас. Здесь вы найдете самый простой алгоритм сборки кубика Рубика 3х3 для начинающих, изучите формулы сборки, научитесь собирать правильный крест, углы, второй слой и полностью весь кубик – все описано так, чтобы мог понять любой начинающий.

Описание элементов и формул.

1. Сборка правильного креста на верхней белой грани.
2. Сборка правильных углов белой грани.
3. Сборка второго слоя кубика.
4. Сборка креста на нижней желтой грани.
5. Сборка правильного креста на желтой грани.
6. Установка углов желтой грани на свои места.
7. Поворот углов желтой грани и окончательная сборка.

Если Вы не любите читать много текста, предлагаем понятный видеоролик-обучение на тему «Как собрать кубика Рубика 3х3» от популярного YouTube блогера по головоломкам – Евгения Бондаренко.

Описание элементов и формул

Кубик Рубика 3х3 состоит из нескольких основных элементов, а именно:

Также, стоит обратить внимание что есть три слоя на кубике: первый, второй и третий (верхний, средний, нижний). Это тоже стоит знать, чтобы четко понимать дальнейшие инструкции. Нагляднее про элементы кубика Рубика 3х3 – рисунок 1.

Сейчас о формулах. Для этого нужно знать, что грани кубика рубика 3х3 могут крутиться:

• По часовой стрелке;
• Против часовой стрелки.

Если движение грани в формуле описано как «против часовой стрелки», около буквы будет штрих (‘). Если «по часовой» — просто буква название грани.

Названия граней в формуле обозначаются буквами (либо латиницей, либо кириллицей, смотря какая инструкция). Значения это не имеет – со временем мы будете собирать кубик без учета формул, а основные движения будете знать наизусть.

Описания названий граней в формулах:

• L – left, левая грань;
• R – right, правая грань;
• U – up, верхняя грань;
• F – front, передняя грань;
• D – down, нижняя грань;
• B – back, задняя грань.

Разберемся на нескольких примерах:

• R U R’ U’ (правая грань по часовой + верхняя грань по часовой + правая грань против часовой + верхняя грань против часовой; или, немного другими словами (так немного понятнее для новичков): правая от себя, верхняя по часовой, правая на себя, верхняя против часовой).
• L R U F’ (левая по часовой + правая по часовой + верхняя по часовой + передняя против часовой; или: левая вперед, правая вперед, верхняя по часовой, передняя против часовой).

1-й шаг: сборка правильного креста на белой грани

Правильный крест на верхней белой грани – это ребра белой грани, выставленные на грани белого центра по цветам соответственно своих центров других цветов. Нагляднее – рисунок 2.

Формул для сборки правильного креста на верхней грани нет – уж слишком рандомно могут стоять нужные ребра в разобранном положении. Мы советуем Вам самим пробовать собирать правильный крест на верхней грани, потому что именно так вы четко поймете структуру кубика, движения всех граней и варианты движения элементом по граням. После сборки правильного креста (рисунок 2) переходите к шагу 2.

2-й шаг: Сборка углов белой грани

После сборки правильного креста белой грани, нам необходимо расставить углы этой грани по своим местам. Как это должно выглядеть в конечном итоге – рисунок 3.

Не волнуйтесь, собрать углы не так сложно. Для этого необходимо сделать три действия:

• Перевернуть кубик белым центром вниз
• Подвести угол нужных цветов напротив его места на белой грани;
• Сделать формулу «Пиф-паф».

Разберемся по порядку. Чтобы подвести угол нужных цветов напротив его места на белой грани, сначала нужно его найти на кубике. Угол может стоять либо на грани белого центра, либо на грани желтого центра (то есть либо в первом либо во втором слое). Советуем сначала расставлять углы, которые стоят НЕ НА ГРАНИ БЕЛОГО ЦЕНТРА, то есть если вы держите кубик белым крестом вверх – ищите углы на нижнем слое.

Допустим, мы нашли бело-красно-зеленый угол на нижней грани. Делаем следующее:

• Переворачиваем кубик Рубика белым крестом вниз (теперь наш угол находится на верхнем слое);
• Подводим бело-красно-зеленый угол напротив его места на белой грани (между зеленым и красным центрами, рисунок 4).
• Берем кубик в руки, где в нашем случае грань с зеленым центром будет перед нами.
• Делаем формулу из 4 движений R U R’ U’. Эта формула называется пиф-паф. Другими словами: правая грань от себя + верхняя по часовой + правая на себя + верхняя против часовой. Делать нужно эту формулу от 1 до 5 раз, не меняя положение кубика в руках, пока угол не встанет на свое место.
• Профит, угол на месте (рисунок 5).

Если угол уже стоит на своем месте относительно центров, то просто берем кубик также, как и в прошлом действии и делаем тот же пиф-паф пока кубик не встанет на место так, как надо. Результат второго этапа – рисунок 6.

3-й шаг: сборка среднего (второго) слоя кубика Рубика

Далее мы должны расставить ребра по своим местам во второй слой. В результате у нас получится собранная белая грань, собранный первый слой, собранный средний слой (рисунок 7).

Ребро будет находиться либо в среднем, либо в верхнем слое. Расставлять нужно ребра, у которых нет в составе желтого элемента, то есть: красно-зеленое, зелено-оранжевое, оранжево-синее, сине-красное. Чтобы поставить ребро на свое место, нам нужно знать две формулы: пиф-паф (а мы ее уже знаем) и левый пиф паф.

Левый пиф-паф: L’ U’ L U (левая от себя, правая против часовой, левая на себя, верхняя по часовой).

Сначала подводим ребро под центр, соответствующий одному из элементов ребра (рисунок 8).

Затем нам нужно понять в какую сторону должно уйти наше ребро (влево или вправо). Если ребро должно уйти вправо, делаем следующий алгоритм действий:

• U (верхняя грань по часовой)
• Пиф-паф (R U R’ U’)
• Перехват кубика по часовой стрелке, то есть если сейчас кубик смотрит к вам красным центром, то просто перехватите его (без поворота граней) так, чтобы он смотрел на вас зеленым центром.
• Левый пиф-паф (L’ U’ L U)

Если ребро у нас должно уйти влево, делаем следующий алгоритм:

• U’ (верхняя грань против часовой)
• Левый пиф-паф (L’ U’ L U)
• Перехват кубика против часовой стрелки, то есть если сейчас кубик смотрит к вам красным центром, то просто перехватите его (без поворота граней) так, чтобы он смотрел на вас синим центром.
• Пиф-паф (R U R’ U’)

Тоже самое делаем и с остальными ребрами.

Важно: если у Вас закончились нужные ребра на верхнем слое, ставим неправильно собранное ребро справа (рисунок 9) и делаем R U R’ U’➪L’ U’ L U

После расстановки всех ребер на свои места должен выйти результат, как на рисунке 7 (справа).

4-й шаг: сборка креста на желтой грани

Продолжаем держать кубик Рубика 3х3 желтой гранью вверх. Сборка креста на желтой грани начинается с определения, что у Вас находится на желтой грани после сборки второго слоя. Вариантов может быть три (рисунок 10):

Если у Вас крест – переходите к шагу 5. Если другой элемент (нет разницы какой), делаем формулу F R U R’ U’ F’ (передняя по часовой, правая от себя, верхняя по часовой, правая на себя, верхняя против часовой, передняя против часовой). Смотрим, есть ли крест. Если нет – делаем эту формулу еще раз. В конечном итоге у Вас получится крест на желтой грани – рисунок 11.

Вы будете наблюдать, что последовательность сбора креста будет следующей: точка – 9 часов – палка – крест.

5-й шаг: сборка правильного креста на желтой грани

Продолжаем держать кубик желтой гранью вверх. Может случиться так, что крест, собранный на желтой грани, оказался уже правильным – тогда идите к шагу 6. Если же крест у Вас неправильный (как на рисунке 12) – выполняем следующие действия:

• Ворочаем верхнюю грань так, чтобы центры боковых граней совпали с ребрами верхней грани напротив или рядом (рисунок 13);
• Если центры совпали рядом, берем кубик так, чтобы они стояли справа и сзади. Если напротив – спереди и сзади.
• Делаем формулу R U R’ U R U2 R’ U;
• При необходимости повторяем формулу еще раз;
• Правильный крест собран.

6-й шаг: расстановка углов верхнего слоя (желтой грани) по местам

Теперь у нас в руках кубик, на котором осталось собрать только углы верхней, желтой грани (продолжаем держать кубик Рубика желтой гранью вверх). Угол стоит на своем месте, если цвета центров граней, между которыми он находится, соответствуют его цветам – рисунок 14.

Это делается формулой R U’ L’ U R’ U’ L U.

Перед тем, как сделать эту формулу, нужно посмотреть есть ли уже стоящий на месте угол. Если есть – ставим этот угол справа от себя (желтая грань по-прежнему смотрит вверх) и делаем формулу R U’ L’ U R’ U’ L U столько раз, сколько понадобится, чтобы оставшиеся три угла встали на места.

Если на месте нет ни одного угла – также делаем формулу R U’ L’ U R’ U’ L U (желтая грань смотрит наверх). В результате должен появиться 1 угол, стоящий на своем месте. Далее ставите этот угол справа от себя и снова делаете формулу R U’ L’ U R’ U’ L U, но уже столько раз, сколько понадобится, чтобы оставшиеся три угла встали на места.

7-й шаг: Разворот углов верхнего слоя (желтой грани)

Осталось только развернуть углы так, чтобы они соответствовали цветам граней. Это делается очень просто, формулой R’ D’ R D (правая на себя, нижняя против часовой, правая от себя, нижняя по часовой).

Алгоритм действий простой, но требует внимательности и отсутствия лишних действий. Не обращайте внимания на то, что кубик по мере выполнения алгоритма разбирается, смотрите только на повороты углов на желтой грани:

• Берем кубик желтой гранью вверх, неправильно повернутым углом справа от себя (рисунок 14 — зеленый центр смотрит на вас);
• Делаем формулу R’ D’ R D 2 или 4 раза. Угол, который стоял справа, повернется правильно.
• Держим кубик в том же положении, но крутим верхнюю грань так, чтобы следующий неправильно повернутый угол встал справа от нас;
• Делаем формулу R’ D’ R D 2 или 4 раза.
• Подставляем оставшиеся углы;
• Делаем формулу R’ D’ R D 2 или 4 раза.

Профит, кубик Рубика 3х3 собран!

Помните, что Ваши ощущения от сборки кубика Рубика зависят от качества модели кубика, который Вы собираете. Ведь гораздо приятнее крутить легко докручивающиеся грани, чем беситься, от того что кубик скрипит или не крутиться. Обратите внимание на следующие модели кубик Рубика 3х3 (они уж точно обеспечат Вас приятным кручением и сборкой):

Источник

Как собрать кубик Рубика и не умереть. Сейчас научим

Кажется, что Кубик Рубика существовал всегда. Однако его изобрел в 1975 году венгерский скульптор Эрнё Рубик, а головоломке понадобилось меньше 50 лет, чтобы завоевать мир.

Шутка ли: по всему миру продано 450 миллионов копий головоломки, как официальных, так и поддельных (оригинал запатентован, поэтому выпускается определенными тиражами).

Такой популярности не добивались не то что спиннеры. Вероятно, кубик Рубика может поспорить с шахматами и другими древнейшими играми-головоломками-таймкиллерами.

Почему кубик Рубика стал таким популярным?

Секрет популярности прост: кубик Рубика является детской игрушкой только на первый взгляд. На деле это серьезная математическая задача по комбинаторике, воплощенная в форме.

Что такое кубик Рубика известно всем. Что такое собрать его? Это означает привести его в исходное состояние, когда каждая грань заполнена одним цветом. Для этого необходимо менять местами раскрашенные квадраты до полного успеха.

Каждый отдельный случай — одно из 43 252 003 274 489 856 000 состояний кубика Рубика. Ещё раз, округленно: 43,3 18 , или чуть больше 43 квинтиллионов различных вариантов. Каждый может участвовать в конкретном решении.

С учетом центральных элементов, число возможных вариантов текущего состояния кубика Рубика равно 88,5*10 21 . Архив интернета на март 2019 года составляет 45*10 15 байт, или 45 петабайт.

По этой причине у кубика нет однозначного решения: оно требует слишком объемных расчетов, и подчиняется только комбинаторике как подразделу математической статистики. Впрочем, вероятность той или иной конфигурации можно оценить.

Поскольку элементы повторяемы, и для сбора головоломки достаточно собрать по цвету все грани, возможно создать алгоритм, который приведет к правильному решению.

Огромное число возможных решений привело к тому, что все существующие алгоритмы срабатывают только для бОльшей части (80-98%) начальных состояний. Иногда их приходится комбинировать.

Тем не менее, существуют наиболее распространенные, простые и понятные без серьезных математических выкладок (хотя совсем без них не обойдется): именно они позволяют собирать затейливую головоломку чаще всего.

Как умные люди собирают кубик Рубика?

Для сборки или приведения кубика к виду с гранями одного цвета существует несколько официально разработанных методик:

Последний гарантирует, что кубик рано или поздно будет собран и достаточно прост в освоении. Поэтому его сегодня и рассмотрим, оставив прочие варианты для фанатов.

Важно: если кубик упал и рассыпался, то неправильный «ремонт» приведет к невозможности собрать головоломку.

Для ускорения процесса можно воспользоваться Решателем кубика Рубика. Помогает, хотя в некоторых случаях предложенные компьютером варианты не приведут к положительному итогу.

Из чего состоит кубик Рубика. Важно знать, прежде чем собирать

Внутри кубика Рубика прячется крестовидный каркас, на котором закреплены подвижные и статичные элементы головоломки.

• Центры — 6 шт. Один цвет, всегда остаются на своем месте.
• Ребра — 12 шт. Крайние элементы с двумя цветами.
• Углы — 8 шт. Угловые элементы с тремя цветами.
• Грань — совокупность 9 элементов, которые можно вращать одновременно.

Для записи алгоритмов используют упрощенные наименования базовых элементов, которые определяются наблюдателем (человеком, который проводит сборку) относительно самого себя:

• Ф — фасад
• Т — тыл
• П — правая грань
• Л — левая грань
• В — верх
• Н — низ
• С — средний слой

В формуле каждый символ соответствует повороту указанного элемента на 90° по часовой стрелке: Ф, Т, П, Л, В, Н. Поворот против часовой определяет штрих: Ф’, Т’, П’, Л’, В’, Н’. Цифра после буквы обозначает количество повторов операции.

Пример: формула НП’Ф’В2

1. Повернуть нижнюю грань на 90° по часовой (вправо).

2. Повернуть правую грань на 90° против часовой (на себя).

3. Повернуть фасадную грань на 90° против часовой.

4. Повернуть правую грань на 90° по часовой (на себя) дважды, или один раз на 180°.

Все формулы (повороты) выполняются до тех пор, пока не будет получен удовлетворяющий (показанный на рисунке) результат.

Поехали, начинаем собирать кубик Рубика. Инструкция далее.

1. Начинаем. Объемный крест

На первом этапе сборки необходимо определить основной цвет, цвет верхней грани, он же цвет центрального выбранного элемента.

Важно: от выбора цвета дальнейшее решение не зависит.

Далее необходимо поднять элементы того же цвета, чтобы получить так называемый «крест верхней грани»:

1.1 НПФ’П’ — если угловой кубик на нижней грани (поворот боковой грани и несколько поворотов нижней)

1.2 ФФ — если угловой кубик на боковой грани (поворот нижней грани).

Сборка первой части дает понимание процесса и в целом не зависит от формул — эта часть решается без применения комбинаторики простыми вращениями.

2. Продолжаем. Сторона

Для сборки верхней грани нужно поставить 4 угловых кубика выбранного цвета на свои места. В этом случае возможно несколько «фасадов», так как угловой кубик может быть развернут 3 способами относительно граней.

Возможно 3 ситуации, для каждой из которых применяется собственный алгоритм:

2.1 ЛН’Л’ – если кубик выбранного цвета на боковой грани

2.2 Ф’Н’Ф — если кубик выбранного цвета на фронтальной грани

2.3 (Ф’П’)Н2(ПФ) — если кубик выбранного цвета на нижней грани

3. Следующее. Пояс

Этап предполагает 2 возможных раскладки и 2 формулы, с помощью которых необходимо собрать второй от верхней грани слой (пояс).

После последней операции кубик для перестановки в этой находится под центральным элементом фасадной грани. Его нужно вывести на фасад так, чтобы цвет центрального и углового элементов совпадали.

Используется 2 основных алгоритма:

3.1 (НЛН’Л’)(Н’Ф’НФ) — если элемент идет на левую грань

3.2 (Н’П’НП)(НФН’Ф’) — если элемент идет на правую грань

Если нужный кубик находится в среднем слое, необходимо применить любой алгоритм до тех пор, пока кубик не окажется на нижней грани.

4. Теперь – выставка рёбер

Важно: данный этап требует перевернуть кубик на 180° от себя, так, чтобы нижняя грань оказалась вверху, а прочие остались на своих местах.

На данном этапе необходимо правильно выставить с помощью единственной формулы рёберные кубики, за счет чего на нижней грани окажется 2 кубика верного цвета.

4.1 (ВФП)В(П’В’Ф’)

5. Делаем согласованный крест

После этапа 3 возможны 3 базовых начальных позиции, применив к которым формулы этапа, получится необходимая сборка. Если текущая ситуация не подходит ни под один из вариантов, необходимо выполнить алгоритм 5.3 дважды.

Для каждой базовой ситуации имеется свой алгоритм решения? который сводится к повторению одной комбинации:

5.1 (ПС)4 В (ПС)4 В’

5.2 (ПС)4 В’ (ПС)4 В

5.3 (ПС)4 В2 (ПС)4 В2

Внимание: поворот средней грани «С» осуществляется с нижней стороны.

6. Затем – расстановка углов

На этом этапе снова нужно перевернуть, переориентировать кубик таким образом, чтобы в левом дальнем углу верхней грани оказался подходящий по цвету угловой кубик.

Выбор алгоритма зависит от конкретной ситуации и остаётся за «игроком»:

6.1 (П’Ф’Л’Ф)(ПФ’ЛФ) — прямой алгоритм

6.2 (Ф’Л’ФП’)(Ф’ЛФП) — обратный алгоритм

7. Теперь разворот углов

Заключительный этап сборки самый ответственный, поскольку неправильная сборка (выполнение алгоритма) приведет к нарушению конструкции и откату на несколько шагов назад.

В зависимости от сложившейся комбинации, необходимо применить один из алгоритмов, которые сводятся к одному:

7.1 (ПФ’П’Ф)2 В (ПФ’П’Ф)2

7.2 (ПФ’П’Ф)2 В’ (ПФ’П’Ф)2

7.3 (ПФ’П’Ф)2 В2 (ПФ’П’Ф)2

Каждый выполняется в 2 этапа: первая половина до правильной ориентации углового кубика, вторая половина (после поворота) до возвращения порядка в нижних слоях.

Ура, почти всё. Завершение сборки

Завершается сборка единственным поворотом последней собранной грани на 90° по/против часовой в зависимости от текущей ситуации.

Кубик Рубика собран!

А есть способы проще?

Нет, если вы не гений-рекордсмен. Вначале надо научиться собирать правильно.

Каждый из этапов сборки осуществляется строго из базового положения. Причем, в некоторых случаях кубик необходимо привести к базовому положению самостоятельно, переориентировав его либо повторно выполнив текущий (предыдущий) алгоритм.

Важен не только алгоритм конкретной операции, но и общая последовательность сборки. В противном случае нарушается строй решения задачи и возможен непредсказуемый вариант.

Остаётся ответить самому себе на вопрос: зачем собирать кубик Рубика?

Для основной массы населения планеты ответ очевиден. В отличие от спиннеров и других простых способов занять руки кубик Рубика позволяет тренировать не только руки, но и ум.

Решение (сборка) кубика вслепую невозможны. Вероятность этого события намного меньше, чем появление разумных инопланетян на Земле, начало Звездных войн или самостоятельное возрождение динозавров.

Так что руки в ноги — и за кубиком!

Источник