Algoritmo 3x3 del cubo de Rubik para principiantes. Patrones en el Cubo de Rubik 3x3

2024 Autor: Sierra Becker | [email protected]. Última modificación: 2024-02-26 04:47

En 1975, el escultor Erne Rubik patentó su invento llamado "Cubo Mágico". Durante más de 40 años, todos los derechos del rompecabezas han pertenecido a la compañía de un amigo cercano del inventor, Tom Kroener, llamada Seven Towns Ltd. La firma inglesa controla la producción y venta del cubo en todo el mundo. En Hungría, Alemania, Portugal y China, el rompecabezas ha conservado su nombre original, en otros países el juguete se llama Cubo de Rubik.

Variaciones de rompecabezas

El cubo de Rubik clásico tiene 3 por 3 cuadrados. Con el tiempo, se les ocurrió una gran cantidad de formas y tamaños de juguetes. Nadie puede sorprender a nadie con un rompecabezas en forma de pirámide o cubo de 17x17. Sin embargo, la humanidad nunca se duerme en los laureles.

Obviamente, no existe un esquema de montaje para los principiantes de este cubo. El proceso de armar y resolver el rompecabezas puede llevar años. Recientemente, el interés por el cubo ha ido creciendo no solo en Asia y Europa, sino tambiéndonde el juguete no era muy popular, por ejemplo, en USA. Uno de los fanáticos del Cubo de Rubik filmó el montaje del rompecabezas de 17 por 17. La duración total del video es de 7.5 horas, el rodaje se realizó durante la semana.

La creciente demanda crea oferta. A veces, los modelos a la venta son increíbles y no siempre está claro cómo se verán cuando se ensamblen. Cada país tiene su variedad favorita de juguetes.

¿Qué es speedcubing?

Los fanáticos del juego organizan competiciones reales en la velocidad de resolución del cubo. A la venta hay rompecabezas especiales de " alta velocidad". El mecanismo de rotación de estos cubos de Rubik es de muy alta calidad, y los giros de caras y filas se pueden realizar con el movimiento de un dedo.

World Cube Association (WCA) es una organización sin fines de lucro que apoya el movimiento speedcubing. La WCA organiza regularmente competiciones en todo el mundo. Casi todos los países tienen representantes de la organización. Cualquiera puede participar en un evento de speedcubing, solo necesita registrarse en el sitio y cumplir con el estándar de montaje. La disciplina más popular en este tipo de competiciones es el montaje rápido del Cubo de Rubik 3x3. El estándar de participación es de 3 minutos, pero incluso si una persona no puede resolver el problema en el tiempo asignado, aún se le permitirá participar en el evento. Puedes inscribirte en cualquier disciplina, pero debes venir con tu propio rompecabezas.

El récord de resolver un Cubo de Rubik 3x3 pertenece a Sub1, un robot creado por el ingeniero Albert Beer. La máquina es capaz de resolver el rompecabezas de las acciones.segundos, mientras que a un humano le toma 4,7 segundos (un logro de Mats Valk en 2016). Como puede ver, los participantes en el movimiento speedcubing tienen a alguien a quien admirar.

¿Qué algoritmos existen para resolver un cubo de Rubik de 3x3?

Hay muchas formas de resolver el famoso rompecabezas. Se han desarrollado variantes de esquemas de ensamblaje de cubos de Rubik 3x3 tanto para principiantes como para personas avanzadas con esquemas complicados: 4x4, 6x6 e incluso 17x17.

La variante de rompecabezas 3x3 es considerada un clásico favorito por la mayoría de los fanáticos. Por lo tanto, hay muchas más instrucciones sobre cómo resolver un Cubo de Rubik 3x3 que cualquier otro.

¿Cómo debería ser el rompecabezas?

Es posible ensamblar un juguete de acuerdo con el esquema solo desde una posición previamente preparada. Si los patrones en las caras del cubo están ubicados incorrectamente, entonces no será posible resolverlo utilizando el algoritmo de ensamblaje del cubo de Rubik 3x3 para principiantes. Hay un conjunto de tales posiciones para diferentes soluciones.

La figura muestra una "cruz blanca" o simplemente "cruz": el punto de partida de la forma más fácil de resolver un cubo de Rubik de 3x3. Se recomienda desmontar y plegar el juguete correctamente.

Designaciones de esquemas y formas de rotar el cubo

Antes de empezar a desmontar las fórmulas del Cubo de Rubik 3x3, debes aprender la notación utilizada en speedcubing. Todos los movimientos del rompecabezas se indican con letras mayúsculas. La ausencia de un apóstrofo sobre el símbolo significa que la rotación es en el sentido de las agujas del reloj si el símboloes decir, luego gire en la dirección opuesta.

Las primeras letras de las palabras en inglés (o ruso) que denotan movimientos son generalmente aceptadas:

• frente - F o Ф - rotación del lado frontal;
• atrás - B o T - rotación trasera;
• left - L o L - rotación de la fila izquierda;
• right - R o R - rotación de fila derecha;
• arriba - U o B - rotación de la fila superior;
• abajo -D o H - rotación de la fila inferior.

Además, los punteros se pueden usar para cambiar la posición del cubo en el espacio: movimientos de intercepción. Aquí, también, todo es simple, desde el curso escolar de geometría, todos conocen los ejes de coordenadas X, Y y Z. El movimiento de X significa que el cubo debe ser girado por la cara F al lugar de la cara U, cuando cambiando Y - F, debe tener lugar L, y al girar Z - F se mueve a R.

El siguiente grupo de símbolos rara vez se usa, se usa al dibujar patrones de patrones:

• M - giro en la fila central, entre la derecha (R/R) y la izquierda (L/L);
• S - giro de la fila del medio, entre el frente (F/F) y el reverso (B/T);
• E - gire la fila del medio, entre la parte superior (U/B) y la inferior (D/H).

¿Por qué coleccionar patrones en las caras del cubo?

En las reuniones de speedcubing, compiten no solo en la resolución de acertijos, sino también en la capacidad de hacer varios patrones en un cubo de Rubik de 3x3. Lo hacen para recoger rápida y fácilmente el cubo en la posición deseada.

Hay una gran cantidad de esquemas para ensamblar una variedad de patrones: "puntos", "ajedrez", "puntos con ajedrez","zigzag", "albañil", "cubo en cubo en cubo" y muchos otros. Solo para el rompecabezas clásico hay más de 46. Los maestros de Speedcubing consideran vergonzoso desmontar el juguete. Además, hacer patrones en un cubo de Rubik de 3x3 es una excelente manera de practicar y mejorar tus habilidades.

La imagen muestra variaciones de diferentes patrones de rompecabezas. A continuación se presentan algunas fórmulas más para ensamblar los patrones más interesantes desde la posición de la cruz:

• ajedrez - M²E²S^2;
• zigzag - (PLFT)3;
• cuatro z - (PLFT)³B²N^2;
• Cruz de Plummer - TF²N'P²FNT'FN'VF'N'L² FN^2B';
• cubo en un cubo en un cubo - V'L²F²N'L'NV^2PV'P'V2^P2^PF'L'VP'.

El algoritmo del cubo de Rubik 3x3 para principiantes

Aunque hay muchas maneras de resolver el rompecabezas, los esquemas simples y claros para principiantes no son tan fáciles de encontrar. Con cada paso de ensamblaje completado, las fórmulas del cubo 3x3 de Rubik se vuelven más difíciles. Es necesario no solo cambiar el patrón correctamente, sino también guardar lo que se ha hecho antes. A continuación se muestra una de las opciones para resolver fácilmente un cubo de Rubik de 3x3.

Convencionalmente, todo el proceso se puede dividir en las siguientes etapas:

1. Montaje de la cruz en la parte superior del cubo.
2. Composición correcta de toda la cara superior.
3. Trabajando en las capas intermedias.
4. Correcto montaje de las nervaduras de la última fila.
5. Montaje en cruzborde inferior.
6. Orientación correcta de las esquinas de la última cara del cubo.

Resolución de rompecabezas - Trabajo preparatorio

El primer paso es el más fácil. Los principiantes pueden probar suerte y practicar cómo hacer patrones de cubos de acuerdo con las instrucciones provistas, pero este proceso llevará mucho tiempo.

Debe seleccionar la cara superior y el color que se recogerá primero. El algoritmo de ensamblaje del cubo de Rubik 3x3 para principiantes se desarrolló a partir de la posición de "cruz". No es difícil hacerlo, debe seleccionar el color central, encontrar 4 elementos de borde del mismo tono y elevarlos a la cara seleccionada. La flecha de color en la imagen indica la pieza deseada. Las opciones para la ubicación del elemento deseado pueden ser diferentes, dependiendo de esto, se describen 2 secuencias de acciones A y B. La dificultad radica en continuar la cruz a lo largo de los lados del cubo. Puedes echar un vistazo más de cerca a la forma final del escenario en la imagen publicada arriba.

Solución de rompecabezas: trabaja en la fila del medio

En esta etapa del cubo de Rubik 3x3 para principiantes, debe encontrar y ensamblar los elementos de las esquinas de la cara superior. El resultado final debe ser la solución completa de la cruz y la fila superior del rompecabezas.

La imagen muestra tres posibles patrones de facetas. Al elegir uno de los métodos A, B o C, debe recolectar las 4 esquinas del cubo. recordandoalgoritmos de rotación y practicándolos, se adquieren habilidades y dominio del montaje de puzzles. No tiene sentido considerar fórmulas e imaginar el proceso, es mucho más fácil tomar un cubo y probar todos los métodos en la práctica.

El tercer paso parece simple, pero es solo una apariencia. Para solucionarlo, se describen dos situaciones de patrones y, en consecuencia, se compilan dos fórmulas de rotación. Al aplicarlos, vale la pena recordar preservar los resultados obtenidos anteriormente. Los maestros guardan constantemente en la memoria las últimas 3-4 rotaciones, para que, en caso de falla, devuelvan el cubo a su estado original.

Para resolver el rompecabezas, debes girarlo a lo largo del eje de coordenadas en busca de los elementos necesarios y trabajar con ellos. Dichos movimientos rara vez se muestran en fórmulas, solo en casos especiales. Se recomienda comenzar a ensamblar las caras de los bordes de los elementos de las filas inferiores, después de tales rotaciones, todos los cubos necesarios descenderán de la fila central a la fila inferior.

Resolviendo el rompecabezas - formando la segunda cruz

En la cuarta etapa, el juguete se pone boca abajo. Resolver la última cara es la parte más difícil del algoritmo del cubo de Rubik 3x3 para principiantes. Las fórmulas de rotación son largas y complejas, y su ejecución requerirá un cuidado especial. El propósito de la acción es colocar los elementos de las costillas en sus lugares para seguir dibujando la cruz. La orientación de las partes de las nervaduras puede ser incorrecta. fórmula de movimiento del cubosolo hay uno y debe aplicarse hasta alcanzar el objetivo de la etapa.

Las rotaciones de la quinta etapa tienen como objetivo girar los elementos hacia el lado derecho. Su peculiaridad radica en el hecho de que se utiliza la misma fórmula de rotación para los tres patrones de la figura, la única diferencia está en la orientación del propio cubo.

Las fórmulas para los movimientos de la 5ª etapa son las siguientes:

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

С_{Н es la rotación de la fila central en el sentido de las agujas del reloj, y el exponente sobre el paréntesis es el número de repeticiones de las acciones entre paréntesis.}

Resolución de rompecabezas - Últimos giros

En la sexta etapa, así como en la cuarta, se colocan los cubos necesarios en sus lugares, independientemente de su orientación. El rompecabezas debe girarse para que el elemento que ya está en el lugar correcto esté ubicado en la esquina izquierda en la parte superior del cubo. Las opciones propuestas para resolver la fórmula se reflejan entre sí. Es necesario repetir las rotaciones hasta lograr el resultado deseado.

La séptima etapa es la más solemne y la más difícil. Al girar el cubo, las violaciones en filas ya ensambladas son inevitables. Necesitaríaconcéntrese completamente en los movimientos, de lo contrario, el resultado del montaje puede arruinarse irremediablemente. Al igual que en la quinta etapa, solo hay una secuencia de movimientos, pero se repite 4 veces. Primero, se realizan rotaciones para orientar el elemento, luego se realizan rotaciones inversas para restaurar las filas rotas.

No hay que olvidarse de registrar los movimientos utilizando los caracteres del alfabeto inglés. Las fórmulas para los movimientos de las caras y filas del cubo de esta etapa son las siguientes:

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

B - rotación de la cara superior de 90 grados, B' - rotación de la misma cara en sentido antihorario y B2 - rotación doble.

La complejidad del escenario está en la correcta valoración de la ubicación de los elementos y la elección de la opción de rotación requerida. Puede ser difícil para los principiantes identificar inmediatamente el patrón correctamente y relacionarlo con la fórmula correcta.

Cubo de Rubik y niños

El rompecabezas complicado es interesante no solo para adultos, sino también para niños. Los adolescentes se convirtieron en poseedores del récord mundial por resolver el Cubo de Rubik. En 2015, Colin Burns, que en ese momento solo tenía 15 años, armó el juguete en 5,2 segundos.

Un juguete simple pero divertido que ha seguido intrigando a la generación más joven durante más de 5 décadas. El pasatiempo de los niños a menudo se convierte en una profesión. Existen métodos matemáticos para evaluar la solución a los problemas del cubo de Rubik. Esta rama de las matemáticas se utiliza paraelaboración y redacción de algoritmos de solución para computadores automatizados. Los robots que realmente buscan formas de resolver el cubo y no siguen un algoritmo de movimientos preestablecido, resuelven el rompecabezas en 3 segundos, por ejemplo, CubeStormer 3.