Куб в кубі формула для кубика. Як зібрати кубик Рубика, не зламавши голову. Схеми з картинками для початківців і дітей. Що являє собою іграшка-головоломка

Всім привіт!

Сьогодні наша стаття присвячена всім любителям головоломок. Рішення задач, кросвордів, ребусів, загадок тощо. Завжди приваблювало людей від малого до великого. І це не тільки веселе проведення часу, але і користь для розуму, розвитку логічного мислення.

Головоломки бувають як намальовані в будь-якому виданні, так і зроблені у вигляді предметів, часто іграшок. Однією з таких є знаменитий в 20 столітті Кубик Рубика.

Напевно ще залишилися прихильники цієї головоломки. А може, хто, прочитавши цю статтю і сам захоче познайомитися з цією вже можна сказати старовинної іграшкою-головоломкою.

Кубик Рубика (іноді помилково - кубик-рубик; спочатку був відомий як «магічний кубик», угор. Bűvös kocka) - механічна головоломка, винайдена в 1974 році (і запатентована в 1975 році) угорським скульптором і викладачем архітектури Ерне Рубіком. з Вікіпедії.

В середині 70-х років минулого століття угорський викладач Ерне Рубік, що-б якось допомогти засвоїти своїм студентам деякі математичні особливості і зрозуміти тривимірні об'єкти більш наочно, змайстрував кілька дерев'яних кубиків і розфарбував їх у шість кольорів.

Потім виявилося, що скласти з них цілий куб з однаковими за кольором сторонами, завдання досить складна. Ерне Рубік бився місяць, поки не досяг результату. І ось, 30 січня 1975 року його отримав патент на свій винахід під назвою «Магічний кубик».

Однак ця назва збереглася тільки в німецькою, португальською, китайською та, природно, угорською мовами. У всіх інших країнах, в тому числі і у нас, його називають Кубик Рубика.

Свого часу ця головоломка була хітом продажів. По всьому світу було продано в 80-90 рр. тільки, понад 350 млн. штук

  Що таке кубик Рубіка

Що ж являє собою ця головоломка. Зовні це пластмасовий куб. Зараз він виходить в різних розмірах, причому популярним вважається 4х4х4. Спочатку ж він був виготовлений в форматі 3х3х3. Це куб (3х3х3) виглядає як 26 маленьких кубиків з 54 кольоровими гранями, які і складають один великий куб.

Грані куба обертаються навколо його трьох внутрішніх осей. Поворотами граней кольорові квадрати переупорядочівать безліччю найрізноманітніших способів. Завдання - зібрати кольору всіх граней однаково.

Різних комбінацій дуже багато. Для прикладу, кубик розміром 3х3х3 має наступне число комбінацій:

(8! × 38-1) × (12! × 212-1) / 2 \u003d 43 252 003 274 489 856 000.

Як тільки ця головоломка завоювала популярність, математики всього світу, та й не тільки, поставили за мету знайти таку кількість комбінацій, яке було б найменшим при його складанні.

У 2010 році кілька математиків з різних куточків планети довели, що кожна конфігурація цієї головоломки, може бути вирішена не більше ніж за 20 ходів. За хід вважається будь-який поворот межі.

Любителі кубика не просто збирали його, а стали влаштовувати змагання зі швидкісного збирання головоломки. Таких людей стали називати спідкуберамі. Результат зараховується не по одиничної збірці, а як середній час з п'яти спроб.

До речі, разом з популярність, як це і буває, з'явилися і противники, які доводили (навіть на прикладах), що збірка кубика, особливо швидкісна тягне за собою вивихи кистей рук.

Але, як би там не було, а кубик не тільки не відвертав від себе, а притягував все більше і більше людей. А змагання проходили як в окремому місті, так і в країні, і міжнародні. Так, наприклад, на чемпіонаті Європи в 2012 році переміг учасник з Росії. Середній час збирання у нього склало 8,89 сек.

Кубик став настільки популярним, що стали з'являтися, інші його модифікації за формою. Наприклад, змійка, пірамідка, різні тетраєдри тощо.

  Як зібрати кубик 3х3, схема з картинками для початківців

І так. Приступимо до простого варіанту складання кубика розміром 3х3х3. Він складається з семи етапів. Але спершу про деякі поняття і позначеннях, які зустрічаються на схемах.

Ф, Т, П, Л, В, Н  - позначення сторін кубика: фасад, тил, права, ліва, верх, низ. При цьому яка зі сторін фасад, тил і т.д. залежить від вас і від схеми, на якій нанесені ці позначення.

Позначення Ф ', Т', П ', Л', В ', Н' кажуть про поворот граней на 90 ° проти годинникової стрілки.

Позначення Ф 2, П 2 і т. Д. Говорять про подвійне повороті грані: Ф 2 \u003d ФФ, що означає два рази повернути фасадну грань.

Позначення С - поворот середнього шару. При цьому: З П - з боку правої межі, С Н - з боку нижньої, С'Л - з боку лівої, проти годинникової стрілки і т. Д.

Наприклад, такий запис (Ф 'П') Н 2 (ПФ) означає, що необхідно спочатку повернути фасадну грань проти годинникової стрілки на 90 °, потім так само праву грань. Далі, нижню межу повернути двічі - це на 180 °. Потім повернути праву грань на 90 ° за годинниковою стрілкою, і так само повернути фасадну грань на 90 ° за годинниковою стрілкою.

На схемах це позначається так:

Отже, почнемо етапи збірки.

На першому етапі необхідно буде зібрати хрест першого шару.

Потрібний кубик опускаємо вниз, повертаючи відповідну бічну грань (П, Т, Л) і виводимо його на фасадну грань поворотом Н, Н 'або Н 2. Закінчуємо все зворотним поворотом тієї ж бічної грані

На схемі це виглядає так:

На другому етапі розставляємо кутові кубики першого шару

Тут нам необхідно знайти необхідний кутовий кубик, який має кольору граней Ф, У, Л. Способом аналогічним для першого етапу, виводимо його в лівий кут обраної фасадної межі.

На схемі точками показано те місце, на яке необхідно поставити потрібний кубик. Для інших трьох кутових кубиків повторюємо ту ж операцію.

В результаті отримаємо наступний малюнок:

На третьому етапі будемо збирати другий шар.

Знаходимо потрібний кубик і спочатку виводимо його вниз на фасадну грань. Якщо він розташовується внизу, то робимо це повертаючи нижню межу до збігу з кольором фасаду.

Якщо ж він розташований в середньому поясі, тоді опускаємо його вниз, використовуючи формулу а) або б). Далі, поєднуємо за кольором з кольором фасадної грані і знову виконати а) або б). В результаті у нас буде зібрано вже два шари.

Переходимо до четвертого етапу. Тут ми зберемо третій шар і хрест.

Що потрібно зробити тут. Переміщаємо бортові кубики однієї грані, які не порушують вже зібраного порядку в шарах. Далі, вибираємо іншу грань і повторюємо процес.

Таким чином, ми поставимо на місце всі чотири кубика. В результаті все знаходиться на своїх місцях, але два, або навіть всі чотири можуть бути орієнтовані неправильно.

Перш за все треба побачити, які кубики, які сидять на своїх місцях неправильно орієнтовані. Якщо жодного або один, тоді повертаємо верхню межу так, щоб знаходяться на сусідніх гранях кубики встали на свої місця.

Тут можна застосувати такі повороти ФВ + пв, пв + тв, тв + лв, лв + ФВ. Далі, орієнтуємо кубик як на малюнку і вже застосовуємо написану там же формулу.

Переходимо до п'ятого етапу. Тут ми розгортаємо бічні кубики третього шару.

Кубик, який будемо розгортати повинен розташовуватися на правій грані. На малюнку він позначений стрілками. Точками там же, позначені всі можливі випадки, коли кубики можуть бути орієнтовані неправильно (малюнки а, б і в).

Малюнок а). Тут треба буде зробити поворот В ', щоб вивести другий кубик на праву грань. Далі, закінчити поворотом В, який поверне верхню межу в початкове положення.

Малюнок б). Тут робимо як і в випадку а), тільки повертаємо В 2 і завершуємо так само В 2

Малюнок в). поворот У виконуємо три рази після перевороту кожного кубика, після чого закінчуємо також поворотом В.

Приступаємо до шостого етапу, расстанавливаются кутові кубики третього шару.

Тут має бути просто. Кути останньої межі ставимо за наступною схемою:

Спочатку прямий поворот, яким переставляємо три кутових кубика за годинниковою стрілкою. Потім зворотний, яким переставляємо три кубика вже проти годинникової стрілки.

Ну і, нарешті, останній етап, в ході якого орієнтуємо кутові кубики.

На цьому етапі багаторазово повторюється послідовність поворотів ПФ'П'Ф.

На наведеному малюнку так само подано чотири варіанти, коли кубики можуть бути неправильно орієнтовані. Вони позначені точками.

Малюнок а) робимо спочатку поворот В і закінчуємо поворотом В ',

Малюнок б) тут і починаємо з В2, і закінчуємо ім.

Малюнок в) поворот В треба виконати після того, як розгорнемо кожен кубик правильно, а потім робимо поворот В2,

Малюнок г) здійснюємо спершу поворот В, який також виконується після того, як правильно орієнтуємо кожен кубик. Закінчуємо теж поворотом В.

В результаті все зібрано

  Схема збірки для дітей

Ця схема так само розділена на кілька етапів.

1. Починається збірка з хреста на верхній стороні. Зібрати його практично нескладно. Причому, на розташування кольорів інших сторін кубика можна не звертати увагу, але тільки поки.

Зазвичай радять починати збірку з жовтого кольору. Але ви можете вибрати будь-який.

1. Продовжуємо збирати хрест. Тут необхідно врахувати, що всі верхні елементи сполучених сторін повинні мати той же колір, що і центральні елементи, розташовані на тих же самих гранях. Якщо десь щось не співпало, пробуємо йти за таким алгоритмом:

А. якщо за кольором не співпали дві сусідні сторони: П, В, П ', В, П, В 2, П', В

Б. якщо відрізняються протилежні сторони: Ф 2, З 2, Н 2, Ф 2, З 2

1. На цьому етапі розставляємо кутові кубики. Таким чином, ми зберемо повністю одну сторону. Оглянемо ці кутові кубики і побачимо, що кубики того кольору, який ми вибрали за основу, зокрема жовтого знаходяться в трьох варіантах: зверху, зліва чи справа. Для кожного застосовуємо відповідну комбінацію:

Для того, що зверху - П, В 2, П ', В', П, В, П '

Для того що зліва - Ф ', В', Ф

Для того, що справа - П, В, П '

В результаті отримаємо одну повністю зібрану сторону, а верхні шари суміжних сторін і їх центр мають однаковий колір.

1. Тепер нам належить зібрати другий шар. Для цього повертаємо зібрану сторону наверх. Далі крутимо нижню межу так, щоб колір бічного елемента збігся з кольором боку, утворюючи букву «Т». Для того, щоб перемістити бічній кубик з нижнього шару на середній і при цьому його два кольори повинні співпасти з квітами сусідніх сторін, необхідно виконати наступне:

А. Повернути вліво кубик - Н, Л, Н ', Л', Н ', Ф', Н, Ф

Б. Перемістити вправо кубик - Н ', П', Н, П, Н, Ф, Н ', Ф'

1. Збираємо третій шар. Почнемо з того, що повернемо кубик незібраних стороною вгору. Якщо вибраний колір був жовтим, то тепер наверх ми повинні зробити білий. Тепер збираємо по цих формулах кубики білого кольору:

А. Білий кубик в центрі + два протилежні бічні - Ф, П, В, П ', В', Ф ',

Б. Білий кубик в центрі + два прилеглі бічні - Ф, У, П, В ', П', Ф

В. Тільки один білий кубик в центрі - застосовуємо будь-яку комбінацію, або А, або Б

1. Збираємо залишився шар повністю. Нижче показана схема зборки при двох можливих варіантах. Якщо у вас не вийшло жодного з перерахованого, скористайтеся будь-яким.

А. Кольори збігаються при перестановці проти годинникової стрілки - П, В, П ', В, П, В 2, П',

Б. Кольори збігаються при перестановці за годинниковою стрілкою - П, В 2, П ', В', П, В ', П',

1. На цьому етапі розставляємо кутові кубики. Зробити це буде трохи складніше. Однак попрактикуватися, і все вийде.

А. Бічний кубик з кольором верхньої межі знаходиться на фронтальній стороні -

П ', Ф', Л, Ф, П, Ф ', Л', Ф

Б. Бічний кубик з кольором верхньої межі знаходиться на бічній стороні -

Ф ', Л, Ф, П', Ф ', Л', Ф, П

1. Останнє. Тут необхідно правильно розгорнути кути. Нам знадобляться знову-таки два варіанти:

А. За годинниковою стрілкою - П 2, В 2 ', П, Ф, П', В 2 ', П, Ф', П

Б. Проти годинникової стрілки - П ', Ф, П', В 2 ', П, Ф', П ', В 2', П 2

При необхідності поміняти кутові кубики хрест-навхрест або ж кути, які знаходяться протилежно, можна використовувати будь-який з цих двох варіантів.

В результаті головоломка буде зібрана повністю.

  Відео майстер клас по кубику

І наостанок невелике відео

Всім привіт. Якщо ви вирішили навчиться збирати кубик Рубіка 3х3, то на одному з етапів зборки вам буде дуже складно обійтися без формул. Читати формули зі складання кубика 3х3 зовсім не складно. Нижче для вас зібрані всі позначення за допомогою яких можна читати формули зі складання кубика.

Мова обертання сторін кубика 3х3

Оскільки у кубика Рубіка 6 сторін, основних позначень у нас буде 6.

F - front - фронтальна сторона
  B - back - задня сторона
  L - left - ліва сторона
  R - right - правий бік
  U - up - верхня сторона
  D - down - нижня сторона

Якщо після букви нічого не варто, то крутимо цей бік за годинниковою стрілкою один раз, як якщо б ми дивилися на грань в обличчя.
  Якщо після букви стоїть штрих '(штрих), значить крутити потрібно один раз проти годинникової, як якщо б ми дивилися на грань в обличчя.
  Якщо після букви стоїть двійка 2, значить відповідний бік потрібно крутити 2 рази (180 градусів).

Обертання основних сторін кубика 3х3 з позначеннями в картинках (для наочності)

Крім основних значень є ще й інші, вивчати їх потрібно в тому випадку, якщо ви хочете вивчати складні формули для спідкуберов.

Буква + w:

Fw  - фронтальна разом із середнім шаром
Bw  - задня разом із середнім шаром
Lw  - ліва разом із середнім шаром
Rw  - права разом із середнім шаром
Uw  - верхня разом із середнім шаром
Dw  - нижня разом із середнім шаром

Fw '- фронтальна разом із середнім шаром проти годинникової стрілки
  Bw '- задня разом із середнім шаром проти годинникової стрілки
  Lw '- ліва разом із середнім шаром проти годинникової стрілки
  Rw '- права разом із середнім шаром проти годинникової стрілки
  Uw '- верхня разом із середнім шаром проти годинникової стрілки
  Dw '- нижня разом із середнім шаром проти годинникової стрілки

Fw2 - фронтальна разом із середнім шаром на 180 градусів
  Bw2 - задня разом із середнім шаром на 180 градусів
  Lw2 - ліва разом із середнім шаром на 180 градусів
  Rw2 - права разом із середнім шаром на 180 градусів
  Uw2 - верхня разом із середнім шаром на 180 градусів
  Dw2 - нижня разом із середнім шаром на 180 градусів

Примітка: Раніше такі рухи в кубику 3х3х3 позначалися маленькими літерами (r, l, b і т.д.). Проте якийсь час назад через плутанину з мовою обертань великих кубів (там маленькі букви позначають обертання тільки внутрішніх шарів) всесвітня асоціація кубика перейшла на позначення Rw, Lw і т.д. Тому зараз правильно позначати руху будь-якої зовнішньої межі разом з прилеглою до неї внутрішньої індексом w. Маленькі літери залишилися тільки для кубика 4х4х4 і позначають обертання тільки одного внутрішнього шару, який прилягає до зовнішнього.

Обертання середніх верств

M  - середній шар, що знаходиться між лівим і правим шарами

S  - середній шар, що знаходиться між фронтальним і заднім шарами

E  - середній шар, що знаходиться між верхнім і нижнім шарами

Інструкція «як зібрати кубик Рубика 3х3» з картинками для початківців. Найлегша і проста схема, але зажадає від вас уважності і акуратності. Це друга (поліпшена, більш повна і зручна) редакція інструкції зі складання кубика Рубіка, в ній враховані побажання наших читачів.

Крок 1. Зібрати першу сторону кубика Рубіка

У цьому кроці докладно описано, як потрібно збирати одну (першу) сторону кубика Рубіка з першим поясом. Можливих варіантів на цьому кроці багато, тому описати їх все важко. Рекомендується не запам'ятовувати формули, а зрозуміти їх суть, тоді ви зможете, впоратися з будь-якою ситуацією.

Крок можна пропустити

Якщо ви можете зібрати одну сторону кубика Рубіка і верхній пояс (Рис. 1-1В) без формул і сторонньої допомоги, переходите до.

1.1. Об'ємний хрест першої сторони

На одній зі сторін кубика зберемо хрест, кольори якого відповідають центральним квадратах інших сторін (Рис. 1-1б).

Дія 1.  Пошук найбільш вдалого реберний кубик (Рис. 1-2) і обертайте фронтальну сторону, щоб цей кубик перемістився вгору (Рис. 1-3). Потім перейдіть до кроку 2. Виконайте дії 1 і 2 необхідну кількість разів.

Якщо обертання «зламає» вже зібраний кубик, перемістіть знайдений кубик в іншу площину (Рис. 1-4а, б). Якщо кубик ще не нагорі, знову перейдіть до дії 1.

Якщо переміщення в іншу площину також «зламає» вже зібраний кубик, скористайтеся відповідною формулою (Рис. 1-4в).

На малюнку (Рис. 1-4в) показаний тільки один з можливих варіантів - дійте за аналогією.

Дія 2.Коли знайдений кубик переміщений вгору, скористайтеся однією з формул.

1.2. Сторона і пояс

Щоб розставити кутові кубики і закінчити цей крок (Рис. 1-1В), вам знадобляться наступні формули.

Щоб прибрати неправильний кутовий кубик, використовуйте формули.

Якщо кубик «сховався» внизу, то переміщаємо його в нижній пояс, щоб потім перемістити на своє місце, використовуючи формули вище.

Крок 2. Зібрати другий пояс

Другий пояс легко збирається за допомогою двох формул. Пошук найбільш вдалого кубик в третьому поясі, щоб підходили обидва кольору (якщо потрібно покрутіть третій пояс), і праву сторону по діагоналі в другій пояс, використовуючи формули.

Формула: (Н'П'НП) (НФН'Ф ')

Формула: (НЛН'Л ') (Н'Ф'НФ)

Якщо немає відповідного кубика

Якщо немає жодного відповідного кубика, використовуючи ці ж формули, перемістіть будь-кубик з третього пояса в другій - потрібний кубик з'явиться.

Крок 3. Хрест на протилежному боці

Тепер потрібно зібрати хрест на протилежному боці кубика Рубика. Хрест збирається без урахування квітів третього пояса (Рис. 3-1). Іншими словами, на цьому кроці збирається тільки хрест, а узгоджується хрест з квітами третього пояса вже на наступному кроці.

На вашому кубику Рубіка зараз одна з чотирьох комбінацій: а, б, в, г - див. Рис. 3-2. Перехід від однієї комбінації до іншої відбувається єдиною формулою: Ф П В П "У" Ф ". Цю формулу вам потрібно повторити 1-3 рази в залежності від того яка у вас комбінація.

Якщо хрест вже зібрано (Рис. 3-2г), пропустіть цей крок. Якщо у вас тільки один центральний квадрат (Рис. 3-2а), тоді вам потрібно повторити формулу 3 рази. Якщо кут (Рис. 3-2б) - 2 рази. Якщо лінія (Рис. 3-2в) - 1 раз.

Формула: Ф П В П "У" Ф "

Зверніть увагу

Перед кожним виконанням формули кубик Рубіка потрібно розташувати в точності, як показано на малюнках.

Крок 4. Погоджений хрест

В результаті цього кроку ми отримаємо хрест, узгоджений з квітами пояса (Рис. 4-2в).

Повертайте верхній пояс, поки 2 кольори хреста не співпадуть із середніми квадратами верхнього пояса (Рис. 4-1). Можливі тільки дві комбінації: кольору співпали лінією Рис. 4-2а) або кольору співпали кутом (Рис. 4-2б).

Формула при збігу лінії: П В П "У П ВВ П"

Переміщаємо неправильно розміщені кубики хреста, розташовані один проти одного (два протилежних кінця хреста).

Після виконання цієї формули знову обертайте верхній пояс, поки 2 кольори не співпадуть із середніми квадратами верхнього пояса (Рис. 4-1). Звертаємо увагу, що і зараз два кінця хреста не встануть на свої місця, але комбінація зміниться на «кольору співпали кутом» (Рис. 4-2б).

Формула при збігу кута: П В П "У П ВВ П" У

Міняємо місцями неправильно розміщені кубики хреста, розташовані по діагоналі відносно один одного (два суміжні кубика хреста).

Після виконання цієї формули хрест буде зібраний і його бічні кольору будуть збігатися з квітами верхнього пояса (Рис. 4-2в). Якщо результат не досягнутий, то повторіть цей крок ще раз, попередньо правильно зорієнтувавши кубик.

Крок 5. Розстановка кутових кубиків

Кутові кубики розставляються двома формулами. Після застосування цих формул кутові кубики будуть стояти на своїх місцях (в своїх кутках), але можуть бути розгорнуті неправильно. На Рис. 5-1 чорною точкою відзначений кубик, який розміщений на своєму місці (в своєму кутку), але розгорнуто неправильно. Розгортаються кубики вже на наступному кроці.

Формула правого розвороту: (П'Ф'Л'Ф) (ПФ'ЛФ)

Формула лівого розвороту: (Ф'Л'ФП ') (Ф'ЛФП)

Крок 6. Розворот кутових кубиків

Розворот всіх кутових кубиків виконується простою формулою П'Н'ПН, виконаної безліч разів. Перед тим, як почати, уважно прочитайте весь розділ до кінця і переконайтеся, що у вас не залишилося питань.

Зверніть увагу

Після початку виконання формули кубик Рубіка «зруйнується» і остаточно збереться, тільки після того, як всі кутові кубики будуть правильно розгорнуті. Іншими словами, все кутові кубики розгортаються за одну операцію, яка зажадає від вас уважності і витримки.

Знайдемо кутовий кубик, який потрібно розгорнути (проти або за годинниковою стрілкою - не важливо), див. Рис. 6-1.

Візьміть кубик Рубіка, як показано на малюнку нижче, і виконайте формулу.

Зверніть увагу

1) Формулу (з 8 ходів) потрібно виконати 1 або 2 рази, до тих пір, поки кутовий кубик чи не перевернеться в правильну позицію (Рис. 6-2б).

2) Коли кутовий кубик повернеться в правильну позицію кубик Рубіка «зруйнується» - не переживайте, кубик Рубика збереться, тільки коли ви закінчите з усіма кутами.

3) Не міняйте положення (не перевертайте його) кубик Рубіка в руках до кінця цього кроку.

Коли перший кутовий кубик вже правильно розташований (Рис. 6-2б), поверніть верхній шар (Рис. 6-3а), щоб у верхній правий кут перемістився наступний кутовий кубик (Рис. 6-3б). Якщо наступний кутовий кубик вже повернуть правильно (не вимагає розвороту), зробіть ще один поворот верхнього шару (Рис. 6-3а).

Знову виконайте формулу з 8-ми ходів (1 або 2 рази) і дотримуйтесь усіх вищевказаних рекомендацій. Ці дії потрібно повторювати до тих пір, поки всі кути НЕ будуть розгорнуті правильно - поки кубик Рубіка не збере цілком.

Бажаю терпіння і успіхів!

Для дітей і для дорослих часом непосильною може здатися завдання, Як зібрати кубик рубика 3х3. Схема з картинками для початківців в цій справі - один з головних помічників.

Також, щоб все було зрозуміло і прозоро, можна використовувати відео інструкції. Обидва ці допоміжних кошти ми будемо активно застосовувати на практиці, щоб ви нарешті навчилися вирішувати вічну завдання з кубиком Рубіка.

Збирати кубик рубика можна різними способами і методами. Можна робити це в 15 ходів, в 7 ходів і навіть в цілих 20. Уже багато років всілякі розумники б'ються над пошуком оптимального вирішення цього завдання. Адже кубик рубика - це механічна головоломка, піддається цілком логічного вирішення. Вам необхідна лише покрокова інструкція, а також невеликий запас логіки і терпіння.

Перш ніж почати, безпосередньо, алгоритм збірки, слід   вивчити ключові поняття.

Сама назва іграшки говорить за себе - кубик складається з 6 сторін (граней), 12 ребер, 8 кутів. Грані кубика складаються з 9 маленьких кольорових елементів, які можуть обертатися одночасно, але тільки за годинниковою стрілкою і проти неї. Літерами російського алфавіту назви граней будуть позначаться так:

Ф - фасад;

Т - тил;

П - права;

Л - ліва;

В - верх;

Н - низ.

У багатьох описах і схемах присутні позначення граней кубика англійською.

Наступний секрет кубика рубика  криється в розташуванні маленьких кольорових елементів.

1. центральні кубики  визначають колір всієї боку кубика рубика. Саме ці кубики ми будемо називати по аналогії з назвою граней (Ф, Т, П) і т.д.
2. Реберні кубики примикають відразу до двох гранях, Тому і назва буде подвійне (наприклад, ФП, ПВ) - в залежності від граней, з якими вони взаємодіють.
3. кутові кубикимістять в назві відразу 3 літери, оскільки відносяться до трьох гранях одночасно (ФПВ).

І ще один міні-секрет - коли ви будете вивчати схеми повороту граней, літери без будь-яких доповнень означатимуть поворот на 90 градусів за годинниковою стрілкою, А букви з додатковим знаком '- проти годинникової стрілки.

Розібравшись у всіх цих умовних позначеннях, вам буде набагато легше скласти кубик рубика і ви зробите це правильно і швидко. Також, для різноманітності можна навчитися робити.

Як зібрати кубик рубик 3х3: найлегший спосіб, схема збірки

Найпростіший і надійний спосіб збірки нашого кубика рубика починається з нижнього хреста. Зберіть хрестик на нижній межі кубика і приступайте до поетапного вирішення завдання, як зібрати кубик рубик 3х3: найлегший спосіб, схема якого знаходиться прямо перед вами.

І, безумовно, самим зрозумілим посібником для складання кубика послужить відео урок з докладним описом досвідченого віртуоза.

Схема складання кубика Рубіка 3х3 для початківців в картинках

На перших етапах практики зі збору кубика Рубіка ми будемо користуватися всі тим же методом хреста, однак на цей раз хрестик з кольорових кубиків у нас буде на верхній межі. Як ви розумієте, швидкісна збірка кубика рубика чекає вас попереду, на цьому етапі слід навчитися правильно визначати розташування граней  і переміщення їх в площині кубика.

Методи збирання кубика бувають різні, і зараз вам належить дізнатися, як збирати кубик Рубіка 3х3: Схема для початківців складається з 7 етапів. На кожен з кроків для вас доступні картинки з описом процесу складання. Можливо, ви витратите на цю головоломку більше часу, ніж передбачалося, проте ви вирішите завдання, доступну далеко не всім жителям нашої планети! За це варто і попотіти.

До речі, останній світовий рекорд зі складання кубика Рубікана швидкість був встановлений за 4,73 секунди. А належав він австралійському студенту Феліксу Земдегса, який переміг попереднього рекордсмена всього на 0,01 секунди. Нам в цій справі поспішати нікуди, так що ми уважно вивчаємо інструкцію і починаємо збирати перший шар.

Принцип складання кубика Рубіка з початкового хреста  не такий вже складний. Тут необхідно правильно вивчити розташування граней. А далі - справа техніки, так би мовити. Основні поняття і правила складання кубика Рубіка для чайників ми з вами вже пройшли.

Впевнені, що схема складання кубика Рубіка 3х3 для початківців в картинках допомогла вам встановити свій власний рекорд і в подальших спробах ви будете зменшувати час до мінімуму.

Якщо всі ці етапи і формули здалися вам складними і заплутаними, пропонуємо переглянути відео, в якому весь процес детально показаний на прикладі віртуального кубика Рубика.

Формули кубик рубика 3х3: прораховуємо ходи

Якщо ви вважаєте, що попередні методи збирання горезвісного кубика призначалися виключно для тупих, ловите кілька формул.

Інтелект людини потребує постійних тренуваннях нітрохи не менше, ніж тіло в фізичних навантаженнях. Кращий спосіб розвивати, розширювати можливості цієї якості психіки - розгадувати кросворди і вирішувати головоломки, найвідомішою з яких, звичайно, є кубик Рубика. Однак далеко не всім вдається його зібрати. Справитися з цим завданням допоможе знання схем і формул рішення збірки цієї мудрої іграшки.

Що являє собою іграшка-головоломка

Механічний куб з пластмаси, зовнішні межі якого складаються з малих кубиків. Розмір іграшки визначається кількістю малих елементів:

• 2 х 2;
• 3 х 3 (первісна версія кубика Рубіка була саме 3 х 3);
• 4 х 4;
• 5 х 5;
• 6 х 6;
• 7 х 7;
• 8 х 8;
• 9 х 9;
• 10 х 10;
• 11 х 11;
• 13 х 13;
• 17 х 17.

Будь-який з малих кубів може обертатися в три сторони по осях, представленим у вигляді виступів фрагмента одного з трьох циліндрів великого куба. Так конструкція має можливість вільно обертатися, але при цьому малі деталі не випадають, а тримаються один за одного.

Кожна грань іграшки включає 9 елементів, забарвлених в один з шести кольорів, що знаходяться один навпроти одного попарно. Класичною комбінацією відтінків є:

• червоний навпаки оранжевого;
• білий навпроти жовтого;
• синій навпаки зеленого.

Однак сучасні версії можуть бути пофарбовані в інші поєднання.

Сьогодні можна зустріти кубики Рубіка різного кольору і форм

Це цікаво. Кубик Рубика існує навіть у версії для сліпих. Там замість колірних квадратів є рельєфна поверхня.

Мета складання головоломки полягає в упорядкуванні малих квадратів так, щоб вони утворили грань великого куба одного кольору.

Історія появи

Ідея створення належить угорському архітектору Ерне Рубіку, який, насправді, створював іграшку, а наочний посібник для своїх студентів. Таким цікавим способом спритний викладач планував пояснити теорію математичних груп (алгебраїчних структур). Сталося це в 1974 році, а вже через рік винахід був запатентований як іграшка-головоломка - настільки прикипіли душею майбутні архітектори (і не тільки вони) до мудрому і яскравого посібника.

Випуск першої серії головоломки був приурочений до нового 1978 році, але в світ іграшка вийшла завдяки підприємцям Тібора лакзов і Тому Кремера.

Це цікаво. З моменту появи кубика Рубика ( «магічного куба», «чарівного куба») було продано близько 350 мільйонів екземплярів по всьому світу, що ставить головоломку на перше місце за популярністю серед іграшок. Не кажучи вже про десятки комп'ютерних ігор, заснованих на такому принципі збірки.

Кубик Рубика - це знакова іграшка для багатьох поколінь

У 80-ті роки з кубиком Рубика познайомилися жителі СРСР, а в 1982 в Угорщині був організований перший чемпіонат світу по збірці головоломки на швидкість - спідкубінг. Тоді найкращий результат склав 22,95 секунди (для порівняння: в 2017 році встановлено новий світовий рекорд: 4,69 секунди).

Це цікаво. Любителі збирати різнокольорову головоломку настільки прив'язані до іграшки, що одних змагань по збірці на швидкість їм надається мало. Тому в останні роки з'явилися чемпіонати з рішенням головоломки з закритими очима, однією рукою, ногами.

Що таке формули для кубика Рубіка

Зібрати чарівний куб - це значить скласти всі маленькі деталі так, щоб вийшла ціла грань одного кольору, потрібно скористатися алгоритмом Бога. Цей термін позначає набір з мінімуму дій, які дозволять вирішити головоломку, що має кінцеве число ходів і комбінацій.

Це цікаво. Крім кубика Рубіка, алгоритм Бога застосовується до таких головоломок, як пірамідка Мефферт, такенний, Ханойська вежа та ін.

Оскільки магічний куб Рубіка був створений як математичне посібник, то його збірка розкладається за формулами.

Збірка кубика Рубіка грунтується на використанні спеціальних формул

важливі визначення

Для того щоб навчитися розуміти схеми рішення головоломки, необхідно познайомитися з назвами її частин.

1. Кутом називається поєднання трьох кольорів. В кубику 3 х 3 їх буде 3, у версії 4 х 4 - 4 і т.д. В іграшці 12 кутів.
2. Ребром позначають два кольори. Їх в кубику 8 штук.
3. Центр містить один колір. Всього їх 6.
4. Грані, як вже було сказано, це одночасно обертаються елементи головоломки. Ще вони називаються «шарами» або «скибочками».

Значення в формулах

Слід зазначити, що формули по збірці складені на латиниці - саме такі схеми широко представлені в різних довідниках по роботі з головоломкою. Але є й русифіковані версії. У переліку нижче дані обидва варіанти.

1. Фронтальна грань (фронт або фасад) - це передня грань, яка знаходиться кольором до нас [Ф] (або F - front).
2. Задня грань - це грань, яка знаходиться центром від нас [З] (або B - back).
3. Права Грань - грань, що знаходиться праворуч [П] (або R - right).
4. Ліва Грань - грань, яка знаходиться зліва [Л] (або L - left).
5. Нижня Грань - грань, яка знаходиться внизу [Н] (або D - down).
6. Верхня Грань - грань, яка знаходиться вгорі [В] (або U - up).

Фотогалерея: частини кубика Рубіка і їх визначення

Для роз'яснення позначень у формулах використовуємо російську версію - так буде зрозуміліше новачкам, але для тих, хто захоче перейти на професійний рівень спідкубінга без міжнародної системи позначень на англійській мові не обійтися.

Це цікаво. Міжнародна система позначення прийнята Всесвітньою асоціацією кубика (World Cube Association, WCA).

1. Центральні кубики позначені в формулах однієї малої буквою - ф, т, п, л, в, н.
2. Кутові - трьома літерами по найменуванню граней, наприклад, ФПВ, флні т. Д.
3. Прописними буквами Ф, Т, П, Л, В, Н позначаються елементарні операції повороту відповідної межі (шару, скибочки) куба на 90 ° за годинниковою стрілкою.
4. Позначення Ф ", Т", П ", Л", В ", Н" відповідають повороту граней на 90 ° проти годинникової стрілки.
5. Позначення Ф 2, П 2 і т. Д. Говорять про подвійне повороті відповідної межі (Ф 2 \u003d ФФ).
6. Літерою С позначають поворот середнього шару. Підрядковий індекс показує, з боку будь межі слід дивитися, щоб пройти цей поворот. Наприклад, С П - з боку правої межі, С Н - з боку нижньої, С "Л - з боку лівої, проти годинникової стрілки і т. Д. Зрозуміло, що С Н \u003d С" В, С П \u003d С "Л і т. п.
7. Буква О - поворот (оборот) всього куба навколо своєї осі. Про Ф - з боку фасадної грані за годинниковою стрілкою і т. Д.

Запис процесу (Ф "П") Н 2 (ПФ) означає: повернути фасадну грань проти годинникової стрілки на 90 °, то ж - праву грань, повернути нижню межу двічі (тобто на 180 °), повернути праву грань на 90 ° по годинниковою стрілкою, повернути фасадну грань на 90 ° за годинниковою стрілкою.

невідомий

http://dedfoma.ru/kubikrubika/kak-sobrat-kubik-rubika-3x3x3.htm

Новачкам важливо навчитися розуміти формули

Як правило, в інструкціях по збірці головоломки в класичних кольорах рекомендується тримати головоломку жовтим центром вгору. Це порада особливо важливий для новачків.

Це цікаво. Є сайти, візуалізують формули. Причому швидкість процесу складання можна встановлювати самостійно. Наприклад, alg.cubing.net

Як вирішити головоломку Рубіка

Існує два типи схем:

• для новаків;
• для професіоналів.

Їх відмінність в складності формул, а також швидкості збірки. Для новачків, звичайно, будуть більш корисні відповідні їх рівню володіння головоломкою інструкції. Але і вони, потренувавшись, через час зможуть складати іграшку за 2-3 хвилини.

Як зібрати стандартний куб 3 х 3

Почнемо зі збірки класичного 3 х 3 кубика Рубіка за допомогою схеми з 7 кроків.

Класичною версією головоломки є кубик Рубіка 3 х 3

Це цікаво. Зворотний процес, застосовуваний для вирішення тих чи інших неправильно розташованих кубиків, являє собою зворотну послідовність дії, описаного формулою. Тобто формулу необхідно прочитати справа наліво, а обертати шари проти годинникової стрілки, якщо було вказано пряме переміщення, і навпаки: пряме, якщо описано протилежне.

Покрокова інструкція зборки

1. Починаємо із збірки хреста верхньої межі. Потрібний кубик опускаємо вниз, повернувши відповідну бічну грань (П, Т, Л) і виводимо на фасадну грань операцією Н, Н "або Н 2. Закінчуємо етап виведення дзеркальним поворотом (зворотним) тієї ж бічної грані, що відновлює початкове положення порушеного ребрового кубика верхнього шару. Після цього проводимо операцію а) або б) першого етапу. У разі а) кубик вийшов на фасадну грань так, що колір його передній грані збігається з кольором фасаду. У разі б) кубик треба не тільки перемістити наверх, але і розгорнути його , щоб він був правильно з орієнтований, ставши на своє місце.

   Збираємо хрест верхньої лінії

2. Відшукується потрібний кутовий кубик (має кольору граней Ф, У, Л) і тим же прийомом, який описаний для першого етапу, виводиться в лівий кут обраної фасадної межі (або жовтої). Тут можуть бути три випадки орієнтації цього кубика. Порівнюємо свій випадок з малюнком і застосовуємо одну з операцій другого етапу а, били в. Точками на схемі позначено місце, на яке повинен стати потрібний кубик. Шукаємо на кубі інші три кутових кубика і повторюємо описаний прийом для переміщення їх на свої місця верхньої межі. Результат: верхній шар підібраний.  Перші два етапи майже ні у кого не викликають труднощів: досить легко можна стежити за своїми діями, так як вся увага звернена на один шар, а що робиться в двох, що залишилися - зовсім неважливо.

   Підбираємо верхній шар

3. Наша мета: відшукати потрібний кубик і спочатку вивести вниз на фасадну грань. Якщо він внизу - простим поворотом нижньої межі до збігу з кольором фасаду, а якщо він в середньому шарі, то його потрібно спочатку опустити вниз будь-який з операцій а) або б), а потім поєднати за кольором з кольором фасадної грані і виконати операцію третього етапу а) або б). Результат: зібрано два шари.Наведені тут формули є дзеркальними в повному розумінні цього слова. Наочно побачити це можна, якщо поставити праворуч або ліворуч від кубика дзеркало (ребром до себе) і виконати будь-яку з формул, в дзеркалі: побачимо другу формулу. Тобто операції з фасадної, нижній, верхній (тут не бере), і тильної (теж не бере) гранями змінюють знак на протилежний: було за годинниковою стрілкою, стало проти годинникової, і навпаки. А ліва грань змінюється з правого, і, відповідно, змінює напрямок повороту на протилежне.

   Шукаємо потрібний кубик і виводимо його вниз на фасадну грань

4. До мети призводять операції, що переміщують бортові кубики однієї грані, що не порушують в кінцевому рахунку порядку в зібраних шарах. Один з процесів, що дозволяє підібрати все бортові межі, дан на малюнку. Там же показано і що відбувається при цьому з іншими кубиками межі. Повторюючи процес, вибравши іншу фасадну грань, можна поставити на місце всі чотири кубика. Результат: реберні деталі стоять на своїх місцях, але два з них, або навіть всі чотири, можуть бути невірно орієнтовані. Важливо: перш ніж приступити до виконання цієї формули, дивимося, які кубики вже стоять на своїх місцях - вони можуть бути неправильно орієнтовані. Якщо жодного або один, то пробуємо повернути верхню межу так, щоб два, що знаходяться на двох сусідніх бічних гранях (ФВ + пв, пв + тв, тв + лв, лв + ФВ), встали на свої місця, після цього орієнтуємо куб так , як показано на малюнку, і виконуємо наведену на цьому етапі формулу. Якщо не виходить поворотом верхньої межі поєднати деталі, що належать сусіднім гранях, то виконуємо формулу при будь-якому положенні кубиків верхньої межі один раз і пробуємо ще раз поворотом верхньої межі поставити на свої місця 2 деталі, що знаходяться на двох сусідніх бічних гранях.

   Важливо перевірити орієнтацію кубиків на цьому етапі

5. Враховуємо, що розгортається кубик повинен бути на правій грані, на малюнку він позначений стрілками (кубик пв). На малюнках а, б, і в представлені можливі випадки розташування невірно орієнтованих кубиків (позначені точками). Використовуючи формулу в разі а), виконуємо проміжний поворот У ", щоб вивести другий кубик на праву грань, і завершальний поворот В, який поверне верхню межу в початкове положення, в разі б) проміжний поворот В 2 і завершальний теж В2, а в випадку в) проміжний поворот в потрібно виконувати три рази, після перевороту кожного кубика і завершити також поворотом В. Багатьох бентежить те, що після першої частини процесу (ПС Н) 4 потрібний кубик розгортається як треба, але порядок в зібраних шарах порушується. Це збиває з пантелику і деяких заста вляет кинути на півдорозі майже зібраний куб. Виконавши проміжний поворот, не звертаючи уваги на «поломку» нижніх шарів, виконуємо операції (ПС Н) 4 з другим кубиком (друга частина процесу), і все стає на свої місця. Результат: зібраний хрест.

   Результатом цього етапу буде зібраний хрест

6. Кути останньої межі ставимо на свої місця, використовуючи 8-ходовий процес, зручний для запам'ятовування, - прямий, переставляти три кутових деталі в напрямку за годинниковою стрілкою, і зворотний, переставляти три кубика в напрямку проти годинникової стрілки. Після п'ятого етапу, як правило, хоча б один кубик так сяде на своє місце, нехай і неправильно орієнтовано. (Якщо після п'ятого етапу жоден з кутових кубиків не сів на своє місце, то застосовуємо будь-який з двох процесів для будь-яких трьох кубиків, після цього точно один кубик буде на своєму місці.). Результат: всі кутові кубики зайняли свої місця, але два з них (а може, і чотири) можуть бути орієнтовані неправильно.

   Кутові кубики сидять на своїх місцях

7. Багаторазово повторюємо послідовність поворотів ПФ "П" Ф. Повертаємо куб так, щоб кубик, який хочемо розгорнути, був в правому верхньому кутку фасаду. 8-ходовий процес (2 х 4 ходи) поверне його на 1/3 оберти за годинниковою стрілкою. Якщо при цьому кубик ще не зорієнтувався, повторюємо 8-ходовки ще раз (у формулі це відображено індексом «N»). Чи не звертаємо уваги на те, що нижні шари при цьому прийдуть в безлад. На малюнку показані чотири випадки розташування неправильно орієнтованих кубиків (вони позначені точками). У разі а) потрібно проміжний поворот В і завершальний В ", в разі б) - проміжний і завершальний поворот В 2, в разі в) - поворот В виконується після розвороту кожного кубика до правильної орієнтації, а завершальний В 2, в разі г) - проміжний поворот в також виконується після розвороту кожного кубика до правильної орієнтації, і завершальним в цьому випадку теж буде поворот В. Результат: остання грань зібрана.

   Можливі помилки показані точками

Формули для виправлення располженіе кубиків можуть бути показані так.

Формули для виправлення неправильно орієнтованих кубиків на останньому етапі

Суть методу Джесіки Фрідріх

Способів збірки головоломки існує кілька, але одним з найбільш пам'ятних є варіант, розроблений Джесікою Фрідріх - професором університету в Бінгемтоні (штат Нью-Йорк), що займається розробки методик приховування даних в цифрових зображеннях. Ще будучи підлітком, Джессіка настільки захопилася кубиком, що 1982 року стала чемпіонкою світу з спідкубінгу і згодом не залишила свого хобі, розробивши формули для швидкої збірки «магічного куба». Один з найпопулярніших варіантів складання куба називається CFOP - за першими літерами чотирьох кроків збірки.

Інструкція:

1. Збираємо хрест на верхній межі, який складено з кубиків на ребрах нижній межі. Цей етап називається Cross - хрест.
2. Збираємо нижній і середній шари, тобто грань, на якій розташований хрест, і проміжний шар, що складається з чотирьох бічних деталей. Назва цього кроку F2L (First two layers) - перші два шари.
3. Збираємо залишилася грань, не звертаючи уваги на те, що не всі деталі на своїх місцях. Етап носить назву OLL (Orient the last layer), що перекладається як «орієнтація останнього шару».
4. Останній рівень - PLL (Permute the last layer) - полягає в правильній розстановці кубиків верхнього шару.

Відеоінструкції за методом Фрідріх

Спосіб, який був запропонований Джесікою Фрідріх, настільки сподобався спідкуберам, що найбільш просунуті любителі розробляють власні методики щодо прискорення збірки кожного з етапів, запропонованих автором.

Відео: прискорення збірки хреста

Відео: збираємо перші два шари

Відео: працюємо з останнім шаром

Відео: останній рівень збірки по Фрідріх

2 х 2

Кубик Рубика 2 х 2 або міні-кубик Рубика також складається пошарово, починаючи з нижнього рівня.

Міні-кубик - це полегшена версія класичної головоломки

Інструкція для початківців з легкої збірці

1. Збираємо нижній шар так, щоб кольори чотирьох останніх кубиків збіглися, а що залишилися два кольору були такими ж, як і кольори сусідніх деталей.
2. Приступаємо до впорядкування верхнього шару. Звертаємо увагу, що на даному етапі мета не поєднати кольори, а поставити кубики по місцях. Починаємо з визначення кольору верху. Тут все просто: це буде той колір, що не з'явився в нижньому шарі. Обертаємо будь-який з верхніх кубиків так, щоб він потрапив в становище, коли перетинаються три кольори елемента. Зафіксувавши кут, маємо елементи залишилися. Використовуємо для цього дві формули: одна для зміни діагональних кубиків, інша - для сусідніх.
3. Завершуємо верхній шар. Всі операції проводимо попарно: обертаємо один кут, а потім інший, але в протилежному напрямку (наприклад, перший за годинниковою стрілкою, другий - проти). Можна працювати відразу з трьома кутами, але в цьому випадку комбінація буде тільки одна: або за годинниковою, або проти годинникової стрілки. Між обертаннями кутів, повертаємо верхню межу, щоб відпрацьовується кут виявився в правому верхньому куті. Якщо працюємо з трьома кутами, то правильно орієнтований з них ставимо ззаду зліва.

Формули для обертання кутів:

• (ВФПВ · П "У" Ф ") ² (5);
• В²Ф · В²Ф "· У" Ф · В "Ф" (6);
• ФВФ² · ЛФЛ² · ВЛВ² (7).

Для повороту відразу трьох кутів:

• (ФВПВ "П" Ф "В") ² (8);
• ФВ · Ф "В · ФВ² · Ф" В² (9);
• В²Л "В" Л²Ф "Л" Ф²В "Ф" (10).

Фотогалерея: збірка кубика 2 х 2

Відео: метод Фрідріх для кубика 2 х 2

Збираємо найскладніші версії кубика

До таких відносяться іграшки з кількістю деталей від 4 х 4 і аж до 17 х 17.

Моделі кубика на багато елементів зазвичай мають округлені кути для зручності маніпуляцій з іграшкою