Строение кубика рубика. Как собрать кубик рубика послойным методом

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)

Итак, вы познакомились с головоломкой Кубик Рубика 3х3х3 и вам она пришлась по душе. Но как же научится собирать кубик, а еще лучше собирать его быстрее, вы пока не знаете. Специально для вас, начинающие любители головоломок, я делаю эту инструкцию, которая не только поможет научится собирать Кубик Рубика, но и делать это быстрее 1-й минуты (в будущем планируется создание инструкции для тех, кто хочет собирать кубик быстрее 30 секунд).

Начнем с того, что здесь вы можете , особенно это актуально для тех, кто хочет собирать кубик быстро, а старый кубик не позволяет этого делать по техническим причинам =)..

Самая распространенная методика сборки кубика 3х3х3 - это методика Джессики Фридрих. Данная методика разбивает сборку кубика Рубика на 4 этапа. И на начальном уровне сборки (со скоростью до 1 минуты) нужно изучить не так-то и много формул. Я постараюсь сделать инструкцию, которая будет понятной и будет содержать всю нужную информацию.

Для начала коротко про этапы сборки.

Этапы сборки кубика Рубика

1. Собираем крест. Задача этого этапа разместить на своих местах 4 кубика вокруг белого центра (многие используют именно белый цвет как основной при сборке, можно использовать любой).

2. В методике Джессики Фридрих на втором этапе собираются сразу же 2 первых слоя (F2L – first two layers ). Но для начинающего сборщика головоломки это будет достаточно сложно, поэтому мы рассмотрим как сделать этот этап за 2 шага, немного упростив задачу.

3. Сборка желтой стороны кубика (OLL – orientation of the Last Layer ). На данном этапе мы собираем желтую сторону кубика. Сборка этого этапа даже продвинутыми спидкуберами не всегда выполняется при помощи одной формулы. Мы рассмотрим как собрать желтую сторону за несколько шагов.

4. Последний этап сборки кубика называется Permutation of the Last Layer (PLL). На этом этапе необходимо расставить правильно угловые и реберные кубики в последнем третьем слое головоломки.

Ну а теперь от теории переходим к практике.

Итак, приступаем к сборке кубика. Для удобства обучения прошу запомнить, что кубик нужно держать белым центром вниз, а желтым вверх!

Сборка кубика начинается с креста на основной стороне, обычно это белый цвет. В данной инструкции белый будет основным . Данный этап проводится полностью интуитивно, тут нет никаких формул, но есть типичные ситуации, которые стоит запомнить для ускорения сборки.

Важно! Собираем не просто белый крест на белой стороне. Каждый реберный кубик имеет два цвета, и совпадать он должен с двумя центрами, с белым и одним из других четырех цветов (на фото видно как оранжево-белое и зелено-белое ребро совпадают с оранжевым и зеленым центрами).

1. Проверяем сторону с белым центром на наличие белых ребер. Если они есть, то просто вращая нижний слой кубика можно сопоставить это ребро с вторым центром. Смотрим как это делать на видео ниже. Напомню, что собирать кубик нужно белым центром вниз!

2. Если вы уже выполнили первый пункт этого этапа, обратите свой взгляд на верх кубика (сторону с желтым центром). Если возле желтого центра есть белые реберные кубики, то их достаточно легко установить на нужное место на основной стороне (с белым центром). Для этого необходимо вращая только верхний слой сопоставить данное ребро с вторым центром (оранжевым, красным, зеленым или синим) при этом поверните сторону, на которой совпал центр и ребро к себе лицом. После того, как ребро совпало с дополнительным центром вам нужно повернуть переднюю грань два раза, чтобы белый цвет оказался не вверху кубика, а в низу (там где белый центр). Смотрим наглядные применение в видео ниже.

3. Все остальные ситуации решаются при помощи поднятия кубика белой стороной наверх (сторону с желтым центром) и разворот вниз к белому центру как в пункте 2. Ниже видео с наглядными примерами.

Сборку двух первых слоев предлагаю выполнить в два шага. После сборки белого креста наша задача установить четыре угловых кубика на свои места, после чего еще четыре реберных.

Как и сборка креста это все можно выполнять исключительно интуитивно.

Установка угловых кубиков в первый (нижний) слой

Для легкости восприятия информации я продемонстрирую, как нужно устанавливать угловые кубики.

Чтобы установить угловые кубики на свои места вам нужно изучить один прием, которые среди спидкуберов называется “пиф-паф”. Формула этого приема выглядит так R U R’ U’. читай здесь.

В видео я рассмотрел 4 ситуации, которые возникают в процессе установки угловых кубиков.

Угловой кубик смотрит белой гранью направо (кубик держим белым центром вниз). Выполняем форму U’F’UF
Угловой кубик смотрит белой гранью налево (кубик держим белым центром вниз). Выполняем форму URU’R’.
Угловой кубик смотрит белой гранью вверх (кубик держим белым центром вниз). Выполняем форму R U R’ U’ R U R’ U’ R U R’ U’ (три пиф-пафа) Угловой кубик стоит на своем месте, но перевернут (кубик держим белым центром вниз). Выполняем форму R U R’ U’ (один пиф-паф), после чего угловой кубик окажется на верху (на стороне с желтым центром). С этой позиции выполняем одну из описанных выше формул.

После установки всех углов на места, кубик должен выглядеть так:

Установка реберных кубиков

После того, как вы разместили все угловые кубики в нижнем слое, наша задача установить на свои места реберные кубики. После этого этап F2L будет закончен.

Установка реберных кубиков выполняется при помощи одной формулы и ее зеркального исполнения. Перед выполнением формулы главное установить реберный кубик на нужное место, выполняется это поворотом верхнего слоя.

Реберный кубик нужно установить так, чтобы цвет боковой грани совпадал с цветом центрального кубика среднего слоя.

1. Если после этого реберный кубик находиться слева от своего места, выполняем формулу URUR’ U’F’U’F.

2. Если же реберный кубик находится справа от своего места, тогда выполняем зеркальную формулу U’L’U’L UFUF’.

3. Бывают случаи, когда реберные кубики стоят не на своих местах, либо на своих местах, но при этом перевернутые. Указанные выше формулы помогут поднять реберный кубик на верхний слой, после чего вы без проблем установите его в нужное место.

После сборки двух первых слоев, необходимо собрать сторону с желтым центром, данный этап называется OLL. При этом наша задача просто собрать желтую стороне, на данном этапе вовсе не обязательно чтобы все кубики были на своих местах.

Смотрим на видео как устанавливать реберные кубики при сборке первых двух слоев

1. Уголокок

После того как вы собрали два первых слоя, желтая сторона кубика может выглядеть так:

Но на практике, в процессе сборки, могут выпасть и другие комбинации. Рассмотрим как выходить из всех этих ситуаций при помощи универсальных формул.

Наша задача сделать уголок из желтых кубиков. После сборки двух первых слоев можно увидеть наверху совершенно разные комбинации из желтых кубиков, но чаще всего мы получаем либо уголок, либо ничего. Под ничего подразумевается то, что не выпал ни уголок ни крест ни рыбка. На изображениях несколько возможных комбинаций, которые могут быть до сборки уголка.

Уголок собрать очень просто. Выполняем формулу: F RUR’U’ F. После выполнения формулы вы получите одну из множества комбинаций, которые возможные при сборке OLL, которая содержит уголок. Переходим к следующему шагу.

2. Крест

Крест можно собрать при помощи одной формулы, но только на этапе собранного уголка. Комбинаций на базе уголка может быть много, но для сборки креста нужно знать всего одну формулу. Итак, перед сборкой нужно взять кубик так, чтобы вектора уголка смотрели: одна на вас, другая налево (фактически так, как на картинке выше). Далее выполняем формулу: RU BU’B’ R’. Как результат вы получите одну из комбинаций на базе креста:

После этого, можно переходить к сборке рыбки.

3. Рыбка

Комбинация рыбка нам нужна для того, чтобы при помощи одной формулы собрать всю желтую сторону. На самом деле, после сборки креста, одна и та же формула поможет вам сделать рыбку, а после рыбки и полностью OLL.

Для этой операции есть универсальная формула, которая нам поможет - RU’-RU-RU-RU’-R’U’-R2 (зеркальный вариант слева: L’U-L’U’-L’U’-L’U-LU-L2). На видео я рассказываю в каких случаях какую формулу использовать.

2. Расстановка угловых кубиков

На видео я показываю, как следует расставлять угловые кубики в двух самых распространенных случаях.

Формула для случая один (выполнять формулу следует из того положения, что показано на видео): R’U2RDR’U2RDR’U2RDDR’U2R

Формула для случая 2 (выполнять формулу следует из того положения, что показано на видео):R’U2RD2R’U2RD’R’U2RD’R’U2R

Данные формулы проще учить интуитивно, нежели просто запоминать на память.

Прежде, чем приступить изучать алгоритм сборки игры кубик рубика, нужно узнать историю его возникновения. Придумал кубик венгерский профессор и скульптор Эрно Рубик для того, чтобы объяснять основы математики своим студентам.

Однако вскоре математика кубика рубика поразила умы других людей, в том числе Тибор Лакзи, который занялся продвижением этой игры. Уже к концу 20 века сборка кубика рубика стала новым хобби для многих и тираж игры превысил сотню миллионов экземпляров. Мировой рекорд поставил Мэтс Волк. Он собирает кубик рубик лучше всех за 5,55 секунд.

Как разобрать кубик рубик, если он уже собранный и зачем это нужно? Разбирать конструкцию следует для того, чтобы убедиться, что все детали расставлены правильно. Для этого нужно механически расставить части по своим местам и уже только потом приступить к начальному этапу.

Какие бывают кубики рубики? Следует сказать, что разновидности кубика рубика варьируются от 2х2 до 7х7 включительно.

Виды кубика рубика также отличаются разнообразием. Например, существует очень оригинальный кубик рубика – в виде 3 д пирамиды, мьюнкс, зеркальный кубик рубика. Однако чаще всего используется именно головоломка кубик рубика 3х3.

Прежде чем узнать, как собрать разобранную игру, стоит изучить немного теории для начинающих. Для начала – это устройство кубика рубика. Весь кубик состоит из 6 рёбер и 12 граней, а также креплений, на которых держатся все части конструкции.

Существует три позиции малых элементов :

• Центральная. Таких позиций всего 6, элемент расположен в центре грани. Одной боковой позиции принадлежит 1 деталь.

• Боковая. Такие элементы образуют крест из 4 штук на одной грани. Одной боковой позиции принадлежит 2 элемента.

• Угловая. Располагаются по углам конструкции. На один угол приходится 3 кубика.
  Также необходимо изучить язык, на котором записывается любая формула для сборки кубика рубика. Кубик рубика схема обозначений.

После того, как изучены базовые обозначения, можно приступить к самой сборке конструкции.

Как собрать кубик Рубика 3х3 – быстро и легко. Лучшая методика для начинающих.

Этапы сборки кубика Рубика

Существует несложная инструкция, которая лучше всех доказывает, что сложить обычную фигуру, а также зеркальный кубик рубика, сможет даже ребенок. Как собрать кубик рубика 3х3 схема для детей – метод Фридрих.

Первый этап. Сборка кубика рубика всегда начинается с креста. Собрать обычный крест на одной из граней – это довольно просто, стоит лишь определиться с цветом: чаще всего используют именно жёлтый. На этом этапе можно не обращать внимание на положение цветов на других сторонах.

Второй этап. Самое главное – это научиться собирать правильный крест. Это значит, что верхние элементы сопряжённых сторон должны иметь тот же цвет, что и центральные тех же граней. Если же этого не произошло, то есть не совпало максимум две стороны, следует воспользоваться одним из следующих алгоритмов.

При этом важным критерием является то, что крест всегда находится наверху.

Третий этап. Нужно полностью собрать одну из сторон, то есть поставить на место углы. Если перевернуть крест и сделать его нижней стороной, то можно заметить, что верхние углы смежных сторон содержат тот, который вы выбрали за основу. Соответственно получается три варианта положения жёлтого элемента: сверху, слева или справа, и для каждого из них существуют свои комбинации, чтобы совместить их с нижней стороной.

В итоге должно получиться так, что одна сторона полностью готова, а верхний слой каждой смежной стороны и центр имеют одинаковый цвет.

Четвёртый этап. Перед тем, как начинать собирать кубик на скорость, следует запомнить ещё некоторые формулы.

Сначала надо снова развернуть готовую сторону наверх. Затем прокрутить нижнюю грань таким образом, чтобы один из цветов бокового элемента совпал с цветом какой-либо стороны и образовывал букву “Т”. Таким образом, нужно будет переместить боковой кубик с нижнего слоя на средний так, чтобы его два цвета совпали с цветами соседних сторон. В этом случае может получиться два положения.

Пятый этап. Теперь нужно разобраться с 3 слоем. Для начала нужно перевернуть кубик, чтобы “необработанная” сторона оказалась наверху. Если вы выбирали в качестве основного цвета жёлтый – значит, диаметрально расположенным цветом должен быть белый. Нужно применить нижеследующий алгоритм для определённого положения кубика(-ов) с белым цветом.

Шестой этап. Сборка правильного креста, при котором должны совпасть цвета верхней грани со смежными, подразумевает два случая, однако если ни один из случаев не подходит, можно взять любой алгоритм.

Седьмой этап. Расставить углы в своим позиции на этом этапе будет достаточно сложно. Здесь может произойти путаница между слоями, однако при правильной сборке всё легко встанет на свои места.

Восьмой этап. Чтобы развернуть правильно углы, нужно рассмотреть два случая, опять связанные с перемещением по кругу.

Если же нужно поменять углы крест-накрест или противоположные углы, можно использовать любой из алгоритмов.

Этим же методом можно собрать и зеркальный кубик рубика. Маленький кубик рубика будет собрать намного проще, но кубик рубика рекорд будет считаться лишь для варианта 3х3.

Секретная технология

Если у вас стоит цель собрать кубик рубика за минуту, а то и меньше, и стать лучше всех в этом деле, нужно знать некоторые секреты сборки.

1. Лучше всего начинать сборку, выбирая белый или жёлтый цвет за основу.
2. Правильная методика кубик рубика подразумевает то, что нужно тратить как можно меньше времени на переворачивание кубика. Даже если делать это быстро, получится разница в драгоценные секунды или миллисекунды, что может изменить мировой рекорд. Поэтому многие начинают сборку начального креста на нижней грани.
3. Хороший результат всегда показывает тот, кто умеет смотреть на шаг вперёд – на стадиях, где не требуется сильного умственного напряжения, нужно уже продумывать следующий ход.
4. Скоростной кубик рубика 3х3 отличается высоким качеством и способностью вращаться, однако для этого можно использовать специальную смазку даже не для очень дорогих конструкций.
5. Профессиональный кубик рубика подразумевает возможность использовать все пальцы при сборке, и это часто помогает ставить новый мировой рекорд.

Как собрать с закрытыми глазами по алгоритму

Как собрать кубик рубика закрытыми глазами? Следует лишь запомнить несколько правил .

1. Картинки кубика рубика должны всегда быть в памяти как перед глазами. Для этого нужно каждый раз начинать сборку с одного цвета и запомнить, что центры сторон всегда неподвижны относительно друг друга.
2. Придуманный способ сборки закрытыми глазами лучше всех помогает быстро начать поражать других. Алгоритм предполагает то, что сначала нужно правильно сориентировать угловые элементы при помощи формулы “П В П’ В П В2 П’ Л’ В’ Л В’ Л’В2 Л”, поскольку каждый угол содержит либо белый, либо жёлтый цвет.
3. Затем нужно проделать ориентирование боковых элементов. Надо определить, в правильной ли ориентации находится элемент. Если в правильной, то тогда цвет элемента совпадает с цветом сторон В и Н и не совпадает с остальными сторонами. Если элемент принадлежит среднему слою, то ориентация правильная, если цвет элемента этих же сторон имеют и стороны Ф или З.

Таким образом, повторяя эти алгоритмы, можно прийти к первоначальному положению всех элементов. Таким же способом можно научиться собирать другой необычный вид – зеркальный кубик рубика.

Как собрать Кубик Рубика самая простая инструкция

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...

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 :