Как быстро собрать кубик рубика 3х3 схемы. Невозможное возможно, или как собрать основные модели кубика рубика

За 40 с лишним лет кубик Рубик разошелся по планете тиражом в 350 миллионов и стал одной из самых популярных игрушек ХХ века. В 1980-м его пытался собрать каждый пятый житель Земли, а в 2000-х к решению головоломки подключились роботы и компьютерные системы. Сегодня существует больше 30 видов кубов.

Они отличаются замысловатыми формами и уровнями сложности. Классическим считается кубик Рубика 3х3. С его помощью преподаватель венгерской Академии прикладных искусств и ремесел Эрно Рубик рассчитывал доходчиво объяснить студентам математическую теорию групп и преимущества пространственного мышления.

Именно с этой головоломки новичкам рекомендуется начинать знакомство с семейством Рубикс.

Как устроен классический кубик Рубика

Оригинальная игрушка с конфигурацией 3х3 состоит из 26 кубиков, которые делятся на центральные и реберные. В самом сердце куба, на месте «невидимого» кубика, расположен скрепляющий механизм цилиндрической формы. Он связан со всеми внешними элементами и отвечает за то, чтобы они свободно вращались относительно друг друга.

Но есть одна тонкость: механизм соединяется напрямую только с центральными деталями. За них (и друг за друга) с помощью специальных выступов держатся боковые и угловые кубики. Конструкция модели рассчитана так, что перемещать можно только грани. Зато ограничений по осям координат нет.

Кубик Рубика и число бога

Разноцветная головоломка только кажется легкой забавой. На разработку алгоритма сборки своего же изобретения у профессора ушел месяц. Согласно комбинаторике, возможных состояний у кубика Рубика 43 252 003 274 489 856 000. В переводе на человеческий язык эта цифра звучит как 43 квинтиллиона. Удивительно, но это не предел: значение увеличится в два раза, если учесть разницу в расположении центральных элементов.

На то, чтобы перебрать все комбинации, профессиональному спидкуберу потребуется 4200 триллионов лет. Недостижимость цели не мешает поклонникам искать самый легкий и быстрый способ сборки. Новый мировой рекорд, прошлой осенью установил 15-летний Патрик Понс из США. Подросток решил задачу за 4,69 секунды и 17 вращений.

Минимальное количество шагов, заложенное в алгоритм сборки классического кубика из любой позиции – 20. Его называют «числом бога». Играть по столь жестким правилам могут далеко не все. В среднем опытный спидкубер делает от 40 до 50 ходов.

Формула сборки для начинающих

Головоломка 3х3 подчиняется общему принципу. Многое зависит от ее состояния на момент сборки. Чтобы лучше понять устройство куба, можно разобрать его на части, а после собрать заново. При этом важно правильно разместить грани.

Инструкция по сборке классического кубика Рубика состоит из семи пунктов:

1. Создание креста на верхней плоскости


2. Работа с углами рядом с ним


3. Сбор средних ребер


4. Создание креста снизу


5. Работа с нижними ребрами


6. Подгон нижних углов


7. Финальный разворот

Пошагово алгоритм разобран на картинках ниже: (картинки)

Правильное название «Кубик Рубика ». Рубик – венгерский скульптор и изобретатель популярной головоломки. Кубик рубик был изобретен ещё в 1974 году, и с тех пор его сборка занимает мысли всего человечества.

Эта головоломка представляет собой пластиковый куб, состоящий из 26-ти кубиков, которые могут вращаться вокруг трёх внутренних осей куба. Каждая сторона окрашена в определенный цвет и состоит из 9-ти квадратов.

Поворачивая стороны кубика рубика, можно менять расположение квадратов. Цель – вернуть квадраты в исходное положение, чтобы каждая грань состояла из квадратов одного цвета . Сделать это не так просто. Многие люди самостоятельно могут собрать только некоторую часть кубика. Для полного сбора головоломки существуют определенные вращения, алгоритмы, вычисленные при помощи формул.

Предлагаем Вам ознакомиться с одним из алгоритмов сбора кубика рубика 3х3

Самый простой способ собрать кубик рубик – запомнить, при помощи каких вращений он был разобран и повторить их в обратном порядке. Однако такая возможность есть, только если кубик был изначально собран. Если же кубик разобран, собрать его заново сложно. Тут может помочь интуиция, пространственное мышление или случайность. Но лучше запомнить алгоритм сбора кубика. Их существует несколько.

Традиционное название алгоритма, за наименьшее число ходов собирающего кубик рубик – «алгоритм Бога». Максимальное число ходов при этом алгоритме – «число Бога». В июле 2010 года было доказано, что такое число равно 20. То есть, при известных алгоритмах нужно сделать не менее 20-ти ходов, чтобы собрать кубик рубик.

Собирание кубика на скорость – это целый спорт, называющийся спидкубинг (speedcubing ) . Проводятся соревнования между спидкуберами, и даже соревнования по сборке вслепую!

Вы также можете посмотреть видео как по шагам собрать кубик рубик для начинающих :

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...

Итак, вы выбрали и купили свой первый . Самое время научиться его собирать.

Вы можете или научиться собирать его прямо с этой страницы. Итак, как собрать кубик Рубика 3х3? Давайте начнем!

Конструкция кубика 3х3

Кубик Рубик 3х3 имеет шесть разноцветных сторон, состоит из 26 элементов, скрепленных и свободно перемещающихся между собой.

Элементы кубика делятся на три типа

Из чего состоит Кубика Рубика 3х3

рис.1 основные элементы кубика Рубика

рис.2 Крестовина – внутренний механизм крепления кубика Рубика.

Чтобы собрать кубик Рубика нужно знать формулы по его сборке. Пэтому в первую очередь нужно изучить язык вращений.

Язык вращений. Что означают буквы в формулах по сборке кубика Рубика.

Главное

1. У кубика есть верх, низ, право, лево. При вращении держите кубик в одном положении относительно себя, и просто вращайте нужную сторону. ЗАПОМНИТЕ ЭТО!
2. Центры кубика никуда не перемещаются, они всегда остаются на своих местах относительно друг друга, потому что скреплены между собой крестовиной (рис.2) .

Формулы кубика Рубика записываются буквами, которые обозначают поворот определенной стороны кубика на 90° по часовой стрелке. Если рядом с буквой стоит апостроф (’) поворот стороны выполняется против часовой стрелки. Цифра перед буквой обозначает количество поворотов.

Напоминаем: при вращении сторон сам кубик остается неподвижен, вы просто вращаете нужную сторону.

Потренируйтесь вращать нужнуые стороны кубика по часовой стрелке и против. Пусть пальцы запомнят движение, а ум – что и куда нужно вращать, если в формуле есть определенная буква. Это здорово облегчит вам обучение алгоритмам сборки.

В качестве передышки рекомендуем вам о том, чем отличаются профессиональные скоростные кубики от кубиков для начинающих. И стоит ли новичку сразу вкладываться в покупку дорогого спортивного кубика. Вкратце наше мнение: с одной стороны – это чертовски приятно – вертеть в руках космически подвижный MoYu Hualong, например. Элитный кубик может здорово мотивировать заниматься скоростной сборкой. С другой стороны: начинающие могут и не заметить разницу между бюджетным кубиком и спортивным, если бюджетный куб будет хорошим и быстрым, а других мы не держим 🙂

Этап первый – сборка первого (нижнего) слоя Кубика Рубика.

Сборка креста

Сборка креста – это первый шаг сборки первого (нижнего) слоя. Возьмите кубик как вам удобно, изучите положение центров. Запомните цвет нижнего и верхнего. В нашем случае это синий. До конца первого этапа сборка держите синий центр внизу, а зеленый вверху.

Ваша задача при сборке креста: по очереди найти на кубике четыре ребра с синим цветом, и переместить их вниз к синему центру так, чтобы их вторые цвета ребер совпадали с цветами боковых центров . На картинке показаны ребра с синим цветом которые стали внизу, а их вторые цвета желтый и красный совпали с цветами боковых центров – это правильно.

Для того чтобы собрать крест вам не нужны специальные алгоритмы, но для примера рассмотрим ситуации которые могут встретиться и протестируем понимание простых алгоритмов.

Внимание! Как только вы начали выполнять алгоритм не алгоритм по сборке кубика, не вертите сам кубик в руках до выполнения комбинации. Центры разных цветов должны сохранять свое положение. Например, желтый перед вами, синий – внизу, красный – справа.

Сборка уголков

Итак, крест собран. Переходим к сборке уголоков – завершающему этапу сборки первого слоя. Возьмите кубик крестом вниз. Обратите внимание на цвета трех центров, между которых должен стать уголок , найдите его на кубике. В нашем случае мы ищем синий-желтый-красный уголок. В кубике он только один.

Ставим уголок в верхний слой над тем местом куда он должен опуститься и делаем алгоритм URU’R’. Если уголок стал на свое место и совпал цветами с центров, то переходим к следующему уголку. Если нет, то повторяем алгоритм пока он станет так как нам нужно.

Интересный факт: если кубик собран и мы будем повторять этот алгоритм (URU’R’) шесть раз, то кубик запутается, а потом соберется. Давайте посмотрим что происходит с нашим уголком после каждого алгоритма. Все указанные ниже варианты могут быть у вас при сборке.

Этап второй – сборка второго (среднего) слоя кубика Рубика

Держите кубик так, чтобы синяя сторона смотрела вниз, а зеленый центр вверх.

Для того, чтобы собрать второй слой нам понадобится всего один алгоритм, но перед его выполнением нам нужно подготовить кубик – привести его к одной из двух возможных ситуаций изображенных ниже. Найдите в верхнем слое любое ребро у которого нет зеленого цвета . Поворачивайте верхний слой (движения U или U’ ) чтобы боковой цвет ребра совпал с любым из боковых центров. Теперь возьмите кубик так, чтобы совпадающий центр смотрел на вас , а синий, как и раньше, оставался внизу. В нашем примере мы нашли желто – красное ребро. Боковой цвет ребра – желтый . Поворачиваем верхний слой и совмещаем ребро с желтым центром. Также у вас может получиться вариант, когда вы совмещаете красное ребро с красным центром, а желтый цвет ребра остается на верхней стороне.

Берем кубик желтым или красным центром к себе и получаем один из трех возможных случаев.

ТРЕТИЙ СЛУЧАЙ

Ребро уже стоит на своем месте, но перекручено. Нам нужно его “заменить” любым ребром с зеленым цветом из верхнего слоя, затем снова приводим к двум случаям, которые указаны выше и решаем.

Третий этап сборки – сборка верхнего слоя кубика

Подходим к последнему этапу – сборке 3 (верхнего) слоя рубика. Для начала нам нужно расставить ребра на верхнем слое так, чтобы они образовали крестик из зеленого цвета. После сборки двух первых слоев, на верхнем слое получится один из четырех случаев которые указаны на рисунках. Найдите тот который у вас и выполняйте алгоритм FRUR’U’F’ чтобы получился крестик. Вы можете начать с “точки” и последовательно прийти к “крестику”.

Важно! Перед каждым началом выполнения алгоритма держите кубик в руках именно так как показано на рисунках!

Итак, вверху у нас получился крест.

Совмещаем боковые цвета ребер с боковыми центрами.

При помощи поворотов верхней грани (U или U’) пытаемся совместить боковые цвета ребер с боковыми центрами . Должны совпасть все четыре цвета (желтый, оранжевый, белый, красный). Если не совпадают четыре, то ставим слой так чтобы совпадало минимум два ребра .

Если вы не находите два совпадающих ребра, то выполните алгоритм R U R’ U R 2U R’ U и поищите ребра снова.

Итак, на верхнем слое у нас собран крестик и правильно поставлены ребра.

Ставим уголки на место.

Проверьте, стоят ли уголки верхнего слоя на своих местах, уголки могут быть перекручены. Но главное, чтобы они имели те же цвета, что и центры, между которых они стоят. Если это так, то пропустите этот этап и переходите к следующему.

Если уголки нужно правильно расставить , то возьмите кубик в руки так, чтобы справа к вам находился уголок который стоит на своем месте и выполните алгоритм, не изменяя положения кубика: U R U’ L’ U R’ U’ L

Если нет ни одного уголка который стоит на своем месте , то сделайте алгоритм, приведенный выше, из любой позиции и уголок появится.

Кубик почти собран, осталось перекрутить уголки.

У вас могуть быть два, три или четыре перекрученых уголка. Уголки перекручивает простой алгоритм R’ D’ R D R’ D’ R D ,

Важно!!! Этот алгоритм работает только для одного уголка который находится справа к вам. Секрет в том, что когда уголок станет правильно, нужно провернуть верхнюю грань (U или U’) и подставить на его место следующий уголок который нужно перекрутить. Мы можем повторять алгоритм от 2х до 5ти раз и вам будет казаться что кубик запутался, не переживайте он соберется. Главное не выпускать кубик, не перекручивать его в руках до тех пор пока выполните всю последовательность алгоритмов.

Рассмотрим самый сложный случай с четырьмя перекрученными уголками:

Поздравляем!

Теперь вы точно знаете, как собирать кубик Рубик! Разбирайте и собирайте свой кубик по этой инструкции, пока не запомните все алгоритмы!

А затем перед вами откроется огромный мир механических головоломок и , формулы сборки которых основаны на формулах кубика 3х3!

Наверное, все хотя бы раз пытались собрать кубик Рубика 3х3 — простую на вид, а на самом деле хитрую головоломку. Страна Советов расскажет, как ее сложить с помощью специальных схем и алгоритмов сборки, которые будут понятны даже начинающим.

Кубик Рубика (другие названия — кубик-рубик, магический кубик) — это известная механическая головоломка. В 1974 году ее изобрел венгерский скульптор и преподаватель архитектуры Эрнё Рубик, а в 1975 году он запатентовал свое изобретение.

Классическая головоломка состоит из 26 меньших разноцветных кубиков (размер — 3х3х3). Их можно вращать вокруг осей, невидимых снаружи. Задача — собрать «игрушку» так, чтобы каждая ее грань состояла из квадратов одного и того же цвета.

Кубик Рубика: сборка первого пояса головоломки

Сборка кубика Рубика 3х3 для начинающих кажется сложной, но вполне поддается освоению.

Для начала давайте определимся с терминологией и дадим каждому кубику название. Центральный кубик (центр) на рисунке обозначен номером 1, боковой кубик (боковушка) — номером 2, угловой кубик (угол) — номером три.

Важно! Главное правило сборки — фронтальная сторона (фронт) не должна меняться!

Первый пояс попробуйте собрать самостоятельно — первая сторона собирается как угодно, можете проявить свою фантазию. После этого путем обмена кубиков первой стороны собирается первый пояс.

Вот пара советов по сбору первой стороны:

1. Центральные квадратики всегда располагаются одинаково относительно друг друга.
2. Белая сторона физически не может соседствовать с желтой, зеленая — с синей, а красная — с оранжевой.

Сначала добейтесь того, чтобы у первой стороны получился правильный крест из боковушек, потом — соберите углы.

Кубик Рубика: формулы для второго пояса головоломки

Для сборки второго пояса вам могут понадобиться две формулы.

Схема сборки кубика Рубика — формула 1 Схема сборки кубика Рубика — формула 2

В этих формулах разобраться несложно. К примеру, поворот 1 формулы 1 — это поворот верхней стороны по часовой стрелке. А поворот 7 формулы 1 — поворот фронтальной стороны против часовой стрелки. Поворот всегда совершается на 90°.

В схеме сборки второго пояса кубика Рубика 3х3 полностью собранная сторона с первым поясом — невидимая часть слева от вас. Запомните: центральный кубик всегда бывает одного цвета, боковушка — двух, а угол — трех. Фронтальная сторона — 4.

Сначала поменяйте боковушку 2 на кубик 0-1. При этом цвет плоскостей 2 и 4 должен совпадать. Невидимый цвет боковушки 2 при сборке по первой формуле — 5.

Квадратики 2 и 3 находятся на третьем поясе, еще не собранном. То есть, вам необходимо найти на стороне, противоположной уже собранной, боковушки без цвета 6, и, вращая 3-й пояс, видимый на стороне 6 цвет напротив соответствующего цвета первого пояса.

Если цвет квадрата 3 совпадает с цветом квадрата 5, собирайте по формуле 2: на место 0-1 ставится боковушка 3.

Кубик Рубика: сборка последнего, третьего пояса головоломки

Для сборки третьего пояса (последней стороны) вам понадобятся три формулы.

Как сложить головоломку: формула 3 Как сложить головоломку: формула 4 Как собрать головоломку: формула 5

Сначала нужно собрать правильный крест на последней стороне — так боковушки займут нужное положение. Кубик нужно сориентировать относительно боковушек, обозначенных синим цветом на рисунке. На этой схеме синим цветом подчеркнута фронтальная сторона, полностью собранная — нижняя невидимая сторона. Для того чтобы собрать правильный крест, несколько раз повторите формулу 3. Крест получится тогда, когда дальний кубик будет расположен правильно, а ближний — нет.

После этого несобранными должны остаться только угловые квадратики. Если они стоят на своих местах, но ориентированы неправильно — не выполняйте следующую формулу. Синий кубик на рисунке стоит на своем месте. Если таковых у вас нет, фронтальная сторона может быть любой. После 2-3 повторений формулы 4 углы должны встать на свои места.

Чтобы правильно сориентировать углы, используйте формулу 5. Чтобы окрашенный синим угол правильно встал, его нужно повернуть несколько раз. Самое важное — не менять фронтальную сторону, пока кубик не будет собран полностью — даже если вам кажется, что ничего не выходит. Если угол не встал правильно с первого раза, снова выполните формулу. Для подстановки следующего угла первый шаг будет таким:

Видеоурок: как собрать кубик Рубика 3х3 для начинающих

Чтобы лучше разобраться в представленных схемах и представить процесс сборки кубика Рубика наглядно, возьмите кубик в руки и посмотрите видеоурок. Постарайтесь повторить то, что вы узнали. Мы уверены, что теперь у вас получится без труда собрать эту головоломку!

Вы освоили схему того, как правильно и быстро собрать эту самую знаменитую головоломку. Конечно, существует гораздо больше формул ее сборки в формате 3х3, мы описали лишь несколько, но после небольшой практики вы сможете быстро разобраться и без схемы сборки.