Файл: Кубик Рубика игрушка или сложнейший математический тренажёр.pdf

10
В ноябре 2016 года студенту из Австралии 20 летнему Феликсу Земдегсу удалось установить очередной рекорд. Он сумел «уложиться» всего в 4,73 секунды.
Но и все это оказалось не пределом совершенства. Уже в текущем 2017 году американскому 15-летниму подростку Патрику Понсу потребовалось всего 4,69 секунды, чтобы полностью собрать классический вариант Кубика Рубика.
Тем самым он становится очередным чемпионом по решению этой увлекательной задачи.
В России первый официальный чемпионат прошел 8 марта 2009 года победителем стал Антон Ростовиков.
26—27 ноября 2011 года в Москве прошёл официальный открытый чемпионат
России, в котором приняли участие около 60 человек в дисциплинах от 2×2×2 до
7×7×7, также сборка кубика Рубика вслепую. Чемпионом в дисциплине 3×3×3 стал Сергей Рябко со средним результатом в финале 10,66 секунды.
Рекорд России в единичной сборке принадлежит Даниилу Ли и составляет 7,30 секунды.
Ну а мой личный рекорд по сборке классического кубика 3х3 составляет 1
минута 5 секунд.
Также у меня есть свой канал в ютубе. Там я собираю разные виды кубик рубика, провожу сборки за время и многое другое, так что если захотите научиться собирать эту увлекательную головоломку, то заходите на мой канал. А сейчас покажу одно видео, где я собираю кубик Рубика пирамидку.
1.6. Разновидности кубика Рубка
Самой занимательной игрушкой современности считается кубик Рубика - механическая головоломка в виде куба с цветными гранями. Убедившись в интересе людей всех возрастов к креативным развлечениям, производители предложили огромный выбор разнообразных модификаций «магического куба»
В основе каждой головоломки находится зашифрованная задача, которую и должен решить игрок с помощью логики, рассуждений, озарения, а иногда и простого везения.
Шейпмоды - это головоломки, основанные на таком же принципе сборки, что и кубик Рубика. Их особенность состоит в непривычной конструкции и измененной форме элементов, что требует для решения задачи хорошего пространственного воображения.
Изюминкой бандажных головоломок является блокировка движения отдельных граней. Это ограничивает диапазон возможных поворотов и вынуждает игрока искать нестандартные решения.

11
Головоломки типа кубика Рубика с названиями
Двойной мезон Кубика Рубика 2х2х2
Мегамикс
Зеркальный Кубик Рубика
Мастерморфикс
Аксис Куб
Bandage Cube.
Линейки Clover
Petaminx.
Кубик 3x3x9
Миксап 3х3
Гераниум Плюс
Колесо Мудрости
Часы Рубика
Шар Рубика или сфера Рубика
Виртуальный кубик Рубика
Кубик Судоку
Любители интеллектуального отдыха найдут и другие разновидности кубика рубика, вызывающие интерес и желание проявить свои способности. Новинки постоянно появляются в продаже, предлагая необычные модификации и разновидности любимого всеми кубика Рубика 3х3.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (Разновидности кубика Рубика)

12
Глава 2. Практическая часть.
2.1 Опрос обучающихся
Опрос среди учащихся (21)
Я провёл социологический опрос с учащимися с 5-11 классы нашей школы.
Опросил всего 21 человек. Всем учащимся было задано 5 вопросов:
1) Пытались ли вы хотя бы раз собирать кубик Рубика?
2) Можете ли Вы собрать полностью одну грань?
3) Можете ли Вы полностью собрать все грани?
4) Хотели бы Вы научиться собирать кубик Рубик?
5) Какие головоломки умеете собирать?
Подсчитав ответы «да», получили следующие результаты:
1 вопрос: 95,3% ответили «да», 4,7% - «нет»
2 вопрос: 62% ответила «да», 38% - «нет»
3 вопрос: 4,7% -«да», 95,7% - «нет»
4 вопрос: 66 % - «да», 20% - нет, 9,4% - затрудняются ответить, 4,7% -умеет собирать.
5 вопрос: ответили: мозайка, пазлы, ребусы, лабиринты, пираморфикс, кроссворды. 10 учеников не ответили на последний вопрос (47,6%).
Обработав результаты анкетирования, я пришёл к выводу, что бесспорно, самой популярной в мире механической головоломкой является «Кубик Рубика».
Оказалось, что почти нет такого человека, который бы ни брал в руки кубик хоть раз в жизни. Большинство учащихся нашей школы, хотя бы раз пробовали её собирать.
Но только 62% учащихся умеют собирать только одну грань кубика, и только 4,7% (1 обучающийся) умеют собирать кубик полностью.
Но радует то, что почти 66% учащихся школы хотели бы научиться собирать кубик Рубика.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (опросные листы с ответами обучающихся)
2.2.
Составление программы кружка
Для того, чтобы изменить эту ситуацию я считаю нужно знакомить ребят с этой замечательной игрушкой уже в начальной школе. Польза для развития моторики и пространственного воображения будет большая.
Я составил обучающее пособие по сборке кубика Рубика 3×3 классическим методом, соостоящее из 7 этапов и 6 алгоритмов.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Алгоритм сборки кубика Рубика.

13
Заключение.
Закончив свой проект, я могу сказать, что всё то, что мной было задумано, в целом получилось. Я сам научился собирать кубик Рубика и с каждым днем время сборки становится все меньше. Я сам могу помочь тем, кто ещё не овладел алгоритмом сборки, но очень хочет научиться собирать кубик. Мне захотелось добавить к своим исследованиям знания о других видах головоломки. Возможно, это будет уже новый, научно-исследовательский проект.
Я выполнил поставленные перед собой задачи и советую каждому не останавливаться перед трудностями, а искать решение, ведь это не так уж и сложно.
Работая над темой, я сделал много интересных открытий для себя.
Познакомился с историей создания кубика Рубика и узнал немало интересных фактов, изучил устройство кубика Рубика и алгоритмы сборки.
В ходе выполнения работы, я пришел к выводу, что кубик Рубика это сложнейший математический тренажер, ведь именно математика помогла человеку найти секрет сборки "Волшебного кубика Рубика". 300 ходов человек сократил в 15 РАЗ и теперь кубик загадку можно собрать за 20 ходов. Вот он прогресс математики.
Так же я понял, что нельзя останавливаться на достигнутом мной результате.
На данном моменте я выучил только послойную сборку и сейчас изучаю скоростную. С помощью нее можно собирать кубик довольно быстро. Мировой рекорд сейчас составляет 4,59 секунд, и я хочу побить свой рекорд!

14
Список используемой литературы
1.
Дубровский В. Статья «Математика волшебного куба», журнал
«Квант» № 8, 1982, стр.22-27,48.
2.
Калужнин Л.А., Сущанский В.И.. Преобразования и перестановки.-
М.: Наука.Главная редакция физико-математической литературы, 1985 – 160 с
3.
Константинов И. Статья «Венгерский кубик», журнал «Наука и жизнь» № 3, 1981, стр.131-135.
4.
Константинов И. Статья «Собрать кубик. Это не сложно», журнал
«Наука и жизнь» № 5, 1983, стр.114-119.
5.
Сборник материалов московских выездных математических школ под редакцией А.Заславского, Д.Пермякова, А.Скопенкова, М.Скопенкова и
А.Шаповалова. М.: МЦНМО, 2009.

15
Приложение №1. Разновидности кубика Рубика
Мегаминкс
Мегамикс - эта головоломка в форме додекаэдра, похожая на кубик
Рубика.
Головоломка состоит из 50 движущихся частей.
Существуют два основных исполнения мегаминкса: шестицветный и двенадцатицветный.
Двойной мезон Кубика Рубика 2х2х2.
Изготовлен из двух оригинальных кубиков. Каждая грань игрушки должна иметь свой цвет, только тогда головоломка считается собранной.
Виртуальный
кубик
Рубика
Rubik 'sсube 3x3x3 Simulator это программный симулятор, виртуальный кубик- рубик, с помощью которого можно не только вертеть головоломку, но и обращаться к алгоритмам его сборки. Чтобы запомнить порядок алгоритма, необходимо его понять, увидеть и повторить столько раз, пока он не запомнится наизусть.
Зеркальный куб – это головоломка, которая выглядит очень страшно, но собирается абсолютно так же как и кубик Рубика 3х3х3.
Часы Рубика - это механическая головоломка, патент на которую был выкуплен Эрне Рубиком в
1988 году. Цель головоломки состоит в том, чтобы

16 одновременно установить на всех девяти циферблатах на обеих сторонах одно и то же время – 12ч.
Шар Рубика или сфера Рубика -это
механическая
головоломка, которая представляет собой вращающиеся на осях три прозрачные сферы, находящихся одна в другой. Внутри центральной сферы - 6 цветных шаров. Цель состоит в том, чтобы через отверстия в сферах довести каждый шар до гнезда с соответствующим цветом, расположенного на внешней сфере.
Кубик Судоку
Для решения головоломки нужно, как и ранее, привести грани в такое положение, чтобы цифры на них шли по порядку от 1 до 9. Конечно, особого новаторства в этом нет, но, согласитесь, идея неплоха.
Мастерморфикс
Популярныйшейпмод привлекает продуманной, совершенной формой, скругленными углами и выпуклыми сторонами.
По виду он напоминает пирамидку и имеет только четыре стороны, хотя собирается так же, как и кубический аналог. В процессе сборки мастерморфикса игрока ждут сюрпризы, которые заставят его поломать голову.

17
Аксис Куб
Этот замысловатый шейпмод, основанный на стандартном кубе 3х3, озадачивает гранями разных форм и размеров.
Каждая из граней поворачивается по своей траектории, которую не так просто предсказать.
Головоломка понравится игрокам, предпочитающим нестандартные решения.
Bandage Cube
Этот вариант бандажной головоломки интересен своей универсальностью. В комплект входит цветные пластинки, которые можно прикрепить по своему выбору, объединив элементы и заблокировав их движение. Игрок получит не одну, а несколько головоломок, для решения каждой из которых придется найти свое решение.
Линейки Clover
Головоломки серии Clover - этоутонченное развлечение для опытных спидкуберов. В ассортименте представлены все виды многогранников – от куба до икосаэдра, которые можно изучать по очереди, постепенно наращивая мастерство. На каждом ребре головоломки-пазла находятся определенное количество точек, вокруг которых вращаются грани, запутывая игрока сложной конструкцией.
Petaminx
Эта головоломка выполнена на базе популярного мегаминкса, но вместо классических трех слоев производители предложили девятислойную конструкцию с огромным количеством деталей. Это настоящий гигант по размеру и длительности сборки, он заинтересует терпеливых и последовательных игроков.

18
Кубик 3x3x9 Девятислойный кубоид является усложненной версией стандартного кубика. В одной плоскости грани разделены на три части, благодаря чему элементы приобрели несимметричную форму и ограничение в вариантах движения. Отличные шарниры облегчают повороты мелких деталей, не отвлекая владельца от увлекательного занятия.
Гераниум Плюс
Плоская головоломка Гераниум Плюс признана самым сложным пазлом. Ее оригинальная конструкция представляет собой множество деталей разнообразной формы, передвигающихся по круговым траекториям. Для опытных игроков сборка этой головоломки станет отличным способом проверить свои таланты.
Миксап
3х3
Данныйшейпмод является уникальной головоломкой. Нестандартная форма в виде сплющенного октаэдра и необычная конструкция, позволяющая менять местами реберные и центральные элементы, сделают процесс сборки непростым, но увлекательным делом.
Колесо Мудрости
Эта эффектная и необычная игрушка была создана на основе классического кубика благодаря добавлению плоских цилиндров на каждой стороне. Головоломка приобрела новые детали и дополнительные оси вращения, а игроки получили возможность потренироваться в решении нетривиальных задач.

19
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.. Алгоритм сборки кубика.
Существует множество алгоритмов сборки кубика Рубика: простых, созданных для новичков, в которых мало комбинаций, но зато долго выполнимых, сложных, разработанных для спидкуберов, в них, обычно, очень много комбинаций, но зато и время сборки резко сокращается.
Схема сборки кубика Рубика для начинающих состоит из 7 этапов.
Подготовительный
этап.
Основные
понятия.
Знакомство с устройством кубика Рубика 3х3. Чтобы успешно собрать свой
Первый кубик Рубика, нам нужно знать, из чего кубик состоит, как вращается, и как называются его элементы.
Центры кубика - 6шт. Одна наклейка одного цвета. Центры не перемещаются друг относительно друга.
Ребра кубика - 12 шт. Реберные элементы кубика имеют два цвета.
Углы кубика - 8 шт. Угловые элементы имеют наклейки трех цветов.
Каркас кубика. Центры закреплены на крестовине жестко и не могут перемещаться.
Этап 1. Собираем крест на верхней грани.
Выбираем сторону, которая будет верхом. Будем собирать «правильный» крест.
Это означает, что на верхней стороне центр будут окружать детали того же цвета, а на боковых гранях – наклейки на верхнем кубике и центральном будут другого, но при этом также одинакового цвета.
Чтобы собрать такой крест особых формул не требуется. Главное понять, какой кубик куда должен встать.
Вот такой крест неправильный:
Этап 2. Собираем верхний слой, расставляем углы верхней грани.
Для того чтобы собрать всю белую сторону кубика Рубика, расставляем углы на свои места. Белую сторону и первый слой можно собрать без использования формул – это не требует особых навыков. Собрать всю белую сторону может даже ребенок, но главное чтобы в конечно итоге она выглядела так.
Этап 3. Собираем средний слой.
Поворачиваем кубик белой стороной вниз. Ищем сторону, чтобы было 3 кубика одного цвета по вертикали, проходящей через центральные кубики. Смотрим каким цветом кубик сверху. Всегда отворачиваем от этого цвета.
Если этот цвет справа: верхний слой налево, правый слой вверх, верхний слой направо, правый слой вниз, верхний слой ещё раз направо, фасад налево, верхний слой налево, а фасад направо.
Если цвет слева: верхний слой направо, левую часть вверх, верхний слой налево, левую часть вниз, верхний слой налево, фасад направо, верхний слой направо, а фасад налево.
Формулы повторяем до полного сбора второго слоя.
Этап 4. Собираем «неправильный» крест на «новой» верхней грани.
Противоположной стороной является жёлтая сторона. Если на стороне только один кубик жёлтого цвета, то формулу надо повторить 3-4 раза, если кубики стоят в виде прямой — 2 раза, а если четыре кубика, то 1-2 раза.