Pocos conocimientos matemáticos sobre el Cubo de Rubik
1. ¿Qué conocimientos matemáticos tiene el Cubo de Rubik?
¿Cuántos estados puede tener el Cubo de Rubik? La respuesta es 43252003274489856000, que son aproximadamente 400 mil millones de millones.
Algoritmo: 8 cuadrados de esquina están dispuestos en 8 posiciones, 12 cuadrados de borde están dispuestos en 12 posiciones, ***¡hay 8 * 12! amable. Cada bloque de prisma tiene 2 orientaciones y cada bloque de esquina tiene 3 orientaciones, *** 3^8 * 2^12. Por lo tanto, el número de estados del Cubo de Rubik es 8! * 12!* 3^8 * 2^12 = 519024039293878272000, que es más de 51902 mil millones.
Pero entre los 20 cuadrados se determinan 18 posiciones, y también se determinan las otras 2 posiciones. Por lo tanto se elimina el factor 2. Entre los 8 cuadrados de esquina, si se determinan 7 orientaciones, también se determinará la 8ª orientación; entre los 12 cuadrados rectangulares, si se determinan 11 orientaciones, también se determinará la 12ª orientación; De esta manera, es necesario eliminar 3 * 2 factores, que en realidad es 1/12 del número anterior, es decir, el número total es 8 * 12. ¡El divisor anterior es 12. Si determinamos 6 colores, cada color! está pintado en 9 pequeños cuadrados en 1 superficie del Cubo de Rubik. Entonces, si desmontamos el Cubo de Rubik y luego lo volvemos a montar, no todos los Cubos de Rubik obtenidos podrán restaurarse a su estado original. Específicamente, hay 519024039293878272000 grafías, que se pueden dividir en 12 categorías, cada categoría tiene 43252003274489856000 grafías. Dos estados cualesquiera del mismo tipo se pueden convertir entre sí, pero no se pueden convertir estados diferentes.
¡Mi compañero de clase puede transferirlo en dos minutos~!
2. ¿Qué conocimiento matemático está contenido en el Cubo de Rubik?
El conocimiento matemático en el Cubo de Rubik involucra principalmente matemáticas combinatorias, álgebra lineal y teoría de grupos. La más estrechamente relacionada es la teoría de grupos.
Si has intentado jugar con el Cubo de Rubik, descubrirás que no importa cómo lo gires, querrás crear un único ciclo de 2 en el Cubo de Rubik (2 bloques de bordes intercambian posiciones individualmente, o 2 bloques de esquina intercambian posiciones individualmente) ) es poco probable. Esto requiere explicar este problema desde una perspectiva matemática.
En pocas palabras, un grupo generalmente se refiere a un grupo de transacciones de naturaleza similar. La teoría de grupos fue fundada por el matemático alemán Galois mientras estudiaba el problema de resolver ecuaciones algebraicas de orden superior. La teoría de grupos se desarrolló en la práctica. En esencia, es una descripción abstracta de la simetría, que es la característica única de muchas cosas en el universo.
Por lo tanto, después del establecimiento de la teoría de grupos, se ha utilizado ampliamente en física, química, biología y muchas otras ciencias, y ha logrado muchos logros extraordinarios. Después de la invención del cubo de Rubik, su estructura, características de rotación e incluso la transposición cíclica de bloques individuales son la mejor interpretación de muchos conceptos y teoremas básicos de la teoría de grupos.
Aprender la teoría de grupos a través del Cubo de Rubik hará que la teoría sea concreta y ya no sea abstracta y difícil de entender. A su vez, bajo la guía de la teoría de grupos, la reducción de los seis lados del Cubo de Rubik será regular y fácil de dominar, en lugar de ser impredecible y esquiva. Incluso para un jugador puro del Cubo de Rubik que no está interesado en las matemáticas, tener una cierta comprensión de las matemáticas involucradas en el Cubo de Rubik mejorará sus habilidades y competencia para jugar el Cubo de Rubik y lo ayudará a obtener una comprensión más profunda del Cubo de Rubik.
La conexión directa entre el Cubo de Rubik y las matemáticas es el número total de cambios en el Cubo de Rubik: el número total de cambios en el Cubo de Rubik de tercer orden es 43, 252, 003, 274, 489, 856.000. O aproximadamente igual a 4,3X10^19. Entonces, ¿cómo se calcula este número? De hecho, se trata de calcular los estados de los bloques de borde y esquina por separado y luego restar los estados repetidos en la estructura simétrica.
Información ampliada:
Diferentes tipos de Cubo de Rubik
1. Cubo de Rubik tradicional
"Rotación en sentido horario/antihorario", "Agencia ", "grupo", "coordenadas", "combinación"... Ya sea que se trate de conocimientos matemáticos básicos o de matemáticas avanzadas, los métodos de transformación y las ideas de restauración del Cubo de Rubik pueden ayudar a los niños a tener una comprensión más intuitiva de estos oscuros puntos de conocimiento. entender.
2. Espejo del Cubo de Rubik
Para muchos profesores de matemáticas, el Espejo del Cubo de Rubik es la mejor ayuda didáctica para aprender el volumen y la superficie de figuras tridimensionales, sin excepción. ! Su método de giro es exactamente el mismo que el del Cubo de Rubik de tercer orden. El Cubo de Rubik de tercer orden se restaura basándose en el mismo color, mientras que el Cubo de Rubik espejo necesita determinar qué bloques tienen la misma "altura" para determinar si. son del mismo lado, y luego restaurarlo. Este proceso mejora enormemente la percepción del volumen de los niños.
3. Triangle Rubik's Cube
Triangle Rubik's Cube es el Cubo de Rubik más fácil de restaurar. Aunque solo requiere dos pasos, puede ayudarte a comprender conceptos como "triángulo", ". espacio y superficie", juega un papel muy importante. En particular, hay mucho conocimiento sobre pirámides triangulares en la geometría sólida de la escuela secundaria, y el cubo de Rubik triangular puede ayudar a los niños a comprender la relación abstracta entre diferentes planos.
3. Qué conocimientos matemáticos contiene el Cubo de Rubik
Qué conocimientos matemáticos contiene el Cubo de Rubik
En julio de 2008, muchos de los mejores estudiantes Jugadores del Cubo de Rubik de todo el mundo se reunieron en Pardubice, en el centro de la República Checa, para participar en un evento importante en el mundo del Cubo de Rubik: el Open Checo. En esta competición, el jugador holandés Ax Dijek (E. Akkersdijk) participó. un récord sorprendente: sólo se necesitaron 7,08 segundos para restaurar un cubo de Rubik cuyos colores estaban completamente alterados. Casualmente, en agosto de este año, la gente también logró importantes avances en el estudio de los problemas matemáticos detrás del cubo de Rubik. presenta el cubo de Rubik y los problemas matemáticos detrás de él
1. El juguete que es popular en todo el mundo
En la primavera de 1974, la Escuela de Artes Aplicadas de Budapest en Hungría E. A Rubik, profesor de arquitectura en la Universidad de Artes Aplicadas, se le ocurrió una idea interesante: quería diseñar una herramienta de enseñanza para ayudar a los estudiantes a comprender intuitivamente las distintas rotaciones de la geometría espacial. Es un cubo de 3*3*3 compuesto por algunos cuadrados pequeños, y cada lado se puede girar a voluntad. Un cubo de este tipo puede demostrar fácilmente varias rotaciones espaciales.
Aunque esta idea es buena, se enfrenta a una. problema en la práctica. La pregunta espinosa es ¿cómo hacer que las caras de un cubo así giren a voluntad? Rubik pensó en muchas ideas, como usar imanes o bandas elásticas para conectar los pequeños cuadrados, pero todas fracasaron. Una tarde de ese verano, estaba disfrutando del aire fresco junto al río Danubio y, sin darse cuenta, sus ojos se posaron en los guijarros. De repente, una nueva idea apareció en su mente: utilizar una superficie redonda similar a la superficie de los guijarros para procesar la estructura interna del cubo. Esta nueva idea tuvo éxito, y Rubik rápidamente completó su diseño y lo patentó en Hungría. La Oficina solicitó una patente. Este diseño es el cubo mágico que todos conocemos, también llamado cubo de Rubik [Nota 1] Seis años después, el cubo de Rubik Dirigido por un empresario y matemático aficionado húngaro. , el Cubo de Rubik entró en los mercados de Europa occidental y América y se convirtió en un juguete de moda que arrasó en todo el mundo a un ritmo alarmante. En los siguientes 25 años, el Cubo de Rubik vendió más de 300 millones de unidades. Entre los jugadores del Cubo de Rubik, se encuentran ambos. niños aprendiendo a hablar y directores ejecutivos de empresas multinacionales Aunque el cubo de Rubik no se convirtió en una herramienta de enseñanza de la geometría espacial como Rubik lo imaginaba, se ha convertido en el juguete más vendido de la historia.
La magia más grande del mundo. El cubo de Rubik más vendido radica en su asombrosa cantidad de combinaciones de colores. Cada cara de un Cubo de Rubik tiene un color cuando sale de fábrica, con un total de seis colores, pero después de que estos colores se alteran, el número de combinaciones que se pueden hacer. formado es tan alto como 432,5 billones [Nota 2]. Si convertimos cada una de estas combinaciones en un cubo de Rubik, estos cubos de Rubik se pueden organizar desde la tierra hasta 250 años luz de distancia del cielo estrellado distante. Enciende una lámpara en un extremo de una fila de cubos de Rubik, la luz tardará 250 años en llegar al otro extremo si algún jugador diligente quiere probar todas las combinaciones, incluso si no come, bebe o no. Dormir produce diez combinaciones diferentes cada segundo, y se necesitan 150 mil millones de años para lograr su deseo (a modo de comparación, nuestro universo tiene actualmente menos de 14 mil millones de años. En comparación con el número de combinaciones, los adjetivos utilizados comúnmente). Por parte de anunciantes como "decenas de miles", "cientos de millones" y "miles de millones", que generalmente se utilizan para engañar y engañar a los clientes, se han convertido en una humildad poco común. Podemos decir con seguridad que si simplemente pierdes el tiempo sin dominarlo. los conocimientos técnicos, incluso si has estado jugando con el Cubo de Rubik desde el comienzo del Big Bang, casi no tendrás esperanzas de restaurar un Cubo de Rubik cuyos colores han sido alterados.
4. Conocimiento sobre el Cubo de Rubik
El Cubo de Rubik también se llama Cubo Mágico, también conocido como Cubo de Rubik.
Fue inventado por el profesor Erno Rubik en la Escuela de Arquitectura de Budapest en Hungría en 1974. El Cubo de Rubik es un cubo de 6 caras fabricado en plástico duro elástico.
El Cubo de Rubik, el "Huarong Dao" inventado por los chinos y el "Diamante Independiente" inventado por los franceses son conocidos como las tres cosas increíbles en el mundo de los juegos intelectuales. La popularidad del Cubo de Rubik es un milagro aún mayor en el mundo de los juegos intelectuales.
El núcleo del Cubo de Rubik de tercer orden es un eje y consta de 26 cubos pequeños. Incluye 6 cuadrados centrales, que son fijos y solo tienen color en un lado.
Se pueden girar 8 cuadrados de esquina (3 lados de colores) (bloques de esquina). Los 12 cuadrados de borde (2 lados de colores) (bloques de borde) también se pueden girar.
Cuando se vende el juguete, los cubos más pequeños se disponen de manera que cada lado del cubo más grande sea del mismo color. Cuando un lado determinado del cubo grande se gira en traslación, el color único de los lados adyacentes se destruye y se forma un nuevo patrón de cubo, que luego gira y cambia nuevamente, formando cada lado hecho de pequeños cuadrados de diferentes colores.
Los expertos estiman que todas las composiciones de patrones posibles son aproximadamente 4,3*10^19. El juego consiste en restaurar el cubo revuelto en seis lados y un solo color lo más rápido posible rotándolo.
El número total de cambios en el Cubo de Rubik es 43 252 003 274 489 856 000. O aproximadamente igual a 4,3X10^19.
Si el Cubo de Rubik se puede girar tres veces en un segundo, excluyendo las repeticiones, se necesitarán 454,2 mil millones de años para producir todos los cambios en el Cubo de Rubik. Este número es aproximadamente 30 veces la edad estimada actual. del universo. Bloque central (6 piezas): El bloque central está conectado al eje central, pero puede girar libremente a lo largo de la dirección del eje.
La superficie del bloque central es cuadrada y la estructura es ligeramente rectangular, pero el interior del cuboide no es plano. Además, hay un cilindro en el centro conectado al eje central. Visto desde un lado, habrá una ranura en forma de arco en el interior del bloque central. Después de la combinación, las ranuras en el bloque central y los bloques laterales pueden formar un círculo.
Al girar, las piezas laterales y de las esquinas se deslizan a lo largo de las ranuras. Bloques de borde (12 piezas): La superficie del bloque de borde es de dos cuadrados, y la estructura es similar a un paralelepípedo rectangular que sobresale de un lado del cubo. Esta estructura permite que los bloques de borde queden incrustados entre dos bloques centrales.
El arco en la superficie del cuboide es el mismo que el arco en el bloque central y se puede deslizar. Faltan esquinas en el interior del cubo. Cuando se combinan, las ranuras del bloque central y los bloques de los bordes pueden formar un círculo.
Cuando se giran, los bloques de borde y esquina se deslizan a lo largo de las ranuras. Además, esta esquina que falta también se utiliza para arreglar los bloques de las esquinas.
Bloques de esquina (8 piezas): La superficie de los bloques de esquina es de tres cuadrados. La estructura es similar a un pequeño cubo que sobresale de un lado del cubo. Esta estructura permite incrustar los bloques de esquina. los tres bloques de borde entre. Al igual que los bloques de borde, la superficie del cubo pequeño también tiene una curvatura, lo que permite que los bloques de las esquinas giren a lo largo de las ranuras.
5. Qué conocimientos matemáticos contiene el Cubo de Rubik
Qué conocimientos matemáticos contiene el Cubo de Rubik En julio de 2008, muchos de los mejores jugadores del Cubo de Rubik de todo el mundo reunidos en la República Checa** *Pardubice, en el centro de la República Checa, participó en un evento importante en el mundo del cubo de Rubik: el Abierto Checo. En esta competición, el jugador holandés E. Akkersdijk estableció un récord Impresionante: sólo tardó 7,08 segundos en recuperarse. un cubo de Rubik cuyo color se alteró por completo. Casualmente, en agosto de este año, la gente también logró avances importantes en el estudio de los problemas matemáticos detrás del cubo de Rubik. En este artículo, presentaremos el cubo de Rubik y los problemas matemáticos detrás de él. 1. El juguete mundialmente popular En la primavera de 1974, E. Rubik, profesor de arquitectura en la Facultad de Artes Aplicadas de Budapest en Hungría, tuvo una idea interesante: quería diseñar una herramienta de enseñanza. Para ayudar a los estudiantes a comprender intuitivamente las diversas rotaciones de la geometría espacial. Después de pensarlo, decidió hacer un cubo de 3*3*3 compuesto por algunos cuadrados pequeños, y cada lado se podía rotar a voluntad. Demuestre varias rotaciones espaciales. Aunque esta idea es buena, en la práctica enfrenta un problema espinoso: ¿cómo se pueden rotar todos los lados de un cubo de este tipo a voluntad? Rubik pensó en muchas ideas, como usar imanes o bandas elásticas para conectar los pequeños cuadrados, pero todas fracasaron. Una tarde de ese verano, estaba disfrutando del aire fresco junto al río Danubio y, sin darse cuenta, sus ojos se posaron en los guijarros. De repente, una nueva idea apareció en su mente: utilizar una superficie redonda similar a la superficie de los guijarros para procesar la estructura interna del cubo. Esta nueva idea tuvo éxito, y Rubik rápidamente completó su diseño y lo patentó en Hungría. La oficina solicitó una patente. Este diseño es el cubo mágico que todos conocemos, también llamado cubo de Rubik [Nota 1], el cubo de Rubik fue desarrollado por un empresario húngaro dirigido por matemáticos aficionados. Los mercados de Europa occidental y América se convirtieron en un juguete de moda que arrasó el mundo a una velocidad asombrosa. En los siguientes 25 años, las ventas del Cubo de Rubik superaron los 300 millones. Entre los jugadores del Cubo de Rubik, hay niños que balbucean y hay. también directores ejecutivos de empresas multinacionales. Aunque el Cubo de Rubik no se convirtió en una herramienta de enseñanza de geometría espacial como lo imaginaba Rubik, se ha convertido en el juguete más vendido de la historia. El mayor poder mágico del Cubo de Rubik radica en su popularidad. Una cantidad asombrosa de combinaciones de colores. Cada cara de un cubo de Rubik tiene un color cuando sale de fábrica, con un total de seis colores. Sin embargo, una vez que estos colores se alteran, la cantidad de combinaciones que se pueden formar asciende a 4325 mil millones. [Nota 2]. Si hacemos cada una de estas combinaciones en un cubo de Rubik, estos cubos de Rubik se pueden organizar desde la tierra hasta el lejano cielo estrellado a 250 años luz de distancia. En otras palabras, si estamos en esa fila, si hay una luz. está encendida en un extremo del Cubo de Rubik, la luz tardará 250 años en llegar al otro extremo. Si algún jugador diligente quiere probar todas las combinaciones, aunque no coma, beba o duerma, la luz se encenderá. cada segundo se necesitarían 150 mil millones de años para encontrar diez combinaciones diferentes (a modo de comparación, nuestro universo tiene actualmente menos de 14 mil millones de años). En comparación con este número de combinaciones, los anunciantes suelen utilizar "miles", "diez mil". "Cientos de millones", "miles de millones" y otros adjetivos que se suelen utilizar para engañar y engañar a los clientes se han convertido en una rara humildad. Podemos decir con confianza que si no dominas los conocimientos técnicos y simplemente deambulas, incluso si. Si una persona ha estado jugando al Cubo de Rubik desde el comienzo del Big Bang, casi no hay esperanzas de restaurar un Cubo de Rubik cuyos colores han sido alterados.
6. Fórmulas matemáticas y técnicas para jugar con el Cubo de Rubik
Un Cubo de Rubik de tercer orden tiene veintiséis piezas, divididas en tres partes. Seis bloques centrales, que están inmóviles. Ocho cuernos y doce costillas.
En general, existen tres métodos de uso común: el método en capas, el método de esquina primero y el método de borde primero. Sin embargo, creo que el método Lengxian es relativamente simple y práctico.
Restaurar las aristas es deletrear una cruz en cada cara. Al hacer la cruz no se hace por cara, sino por capa.
Devuelve primero la primera capa, es decir, haz una cruz en el primer lado. Esto es muy simple, pero la cruz debe estar escrita correctamente.
Es decir, los colores de los cuatro bordes laterales de la cruz deben ser consistentes con los colores del frente, atrás, centro izquierdo y derecho. bloques.
Correcto. Olvidé decirte la dirección. El que mira hacia arriba se llama arriba, el de la derecha se llama derecha, el de la izquierda se llama izquierda, etc.
Esto se puede utilizar en futuras fórmulas.
Una vez hecho el primer lado. Ahora restaura la segunda capa, que también es muy sencilla. La fórmula es muy simple: frente, abajo, frente-frente, inferior-frente-
Después de restaurar esto, habrá cuatro T invertidas en los lados frontal, posterior, izquierdo y derecho.
Ahora toca darle la vuelta al Cubo de Rubik, es decir, convertir la capa inferior en la capa superior. En este momento, si tienes suerte, la capa inferior también se curará.
Si no. Ahora es el momento de utilizar la fórmula.
Fórmula de ortografía de la cruz
Fórmula 1 derecha-superior-frontal-superior derecha
Fórmula 2 derecha-frontal-superior-frontal superior derecha
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Cuando se utilizan estas dos fórmulas. Usa 1 punto para deletrear dos bordes opuestos. Ahora necesitas 2 puntos. Piensa en la capa superior del Cubo de Rubik como un reloj.
Piensa en sus dos bordes superiores como las manecillas de las horas y los minutos, que deben colocarse a las seis en punto. De esta manera, se puede usar la fórmula 2.
Cuando se usa 2, se deletrearán dos bordes adyacentes. Cuando se usa la fórmula 1, el Cubo de Rubik debe colocarse en la posición de las nueve en punto. p>
La posición de la cruz deletreada en este momento puede no ser correcta. Es posible hacer una cosa, pero es imposible hacer dos cosas. O quizá ninguna de ellas sea correcta, ya que el nivel superior puede
girar libremente. Es hora de cambiar la fórmula. Cuando uses fórmulas, coloca la cruz cuando solo haya un borde. Es decir, cuando los otros tres son incorrectos
Fórmula de giro de la cruz
Fórmula 1 Derecha-Superior-Superior Derecha-Derecha-Superior 2
Fórmula 2 Superior Left Left-Upper Upper left 2
Utiliza la fórmula 1 para mover los bordes de las tres esquinas en el sentido de las agujas del reloj. La Fórmula 2 es la inversa
una vez finalizada. Se ha armado la cruz de seis lados y ahora necesitamos restaurar las esquinas.
Fórmula de las esquinas
Fórmula 1 Superior derecha-superior izquierda-superior derecha-superior-izquierda
Fórmula 2 arriba-izquierda-arriba derecha-arriba izquierda-derecha-
Uso, usar la fórmula 1 es mover las tres esquinas de la izquierda, frente, izquierda, atrás y derecha en sentido antihorario, pero lo principal es girar la esquina trasera izquierda hacia la delantera izquierda
La Fórmula 2 consiste en mover las tres esquinas de la derecha, adelante, derecha, atrás, izquierda y atrás en el sentido de las agujas del reloj. Pero el objetivo principal es girar la esquina trasera derecha hacia la esquina delantera derecha.
Cuando se usa 1, la esquina trasera derecha se moverá. Si este rincón ha sido restaurado en este momento. Simplemente gire el que está en el lado derecho. Usar 2 alterará la esquina trasera izquierda
El método de procesamiento es el mismo que 1.
Cuando se restablezcan los cinco cuernos. En este punto, las tres esquinas restantes se pueden girar a la vez, pero es más fácil decirlo que hacerlo. Para los principiantes, es mejor restaurar una esquina. En este momento, habrá varias situaciones. La primera es que las dos esquinas adyacentes están en la posición incorrecta. Coloque las dos esquinas confundidas en la esquina delantera izquierda y en la esquina trasera izquierda.
En este momento, encontrará que habrá dos esquinas del mismo color en el mismo lado.
El lado del mismo color debe estar hacia arriba y también encontrarás que cada color
es consistente con el color de la izquierda. Es decir, se puede girar directamente hacia la izquierda.
Después de usar primero la fórmula 1. Más tarde. Luego gira el cubo de Rubik 90 grados en el sentido de las agujas del reloj y se convertirá en un todo. Ni un lado. Utilice la fórmula 2 nuevamente.
Si has completado los pasos anteriores. Felicidades. Está hecho.
La segunda situación. Quedan dos esquinas opuestas. En este momento, siempre que las dos esquinas se muevan a posiciones adyacentes, se convertirá en la primera situación.
Por supuesto, habrá otra situación. Son las dos esquinas opuestas del Cubo de Rubik, no de una cara, sino de todo el Cubo de Rubik.
El método de procesamiento es el mismo que el anterior
7. ¿Cuáles son las reglas matemáticas del Cubo de Rubik?
En julio de 2008, muchos de los mejores jugadores del Cubo de Rubik de todo el mundo se reunieron en la República Checa y Pardubice, en el centro de la República Checa, participaron en un evento importante en el mundo del Cubo de Rubik: el Abierto Checo. En esta competición, el jugador holandés E. Akkersdijk estableció un récord sorprendente: solo necesitó 7,08 segundos para restaurar un récord. Cubo de Rubik cuyos colores se alteraron por completo. Casualmente, en agosto de este año, la gente también logró avances importantes en el estudio de los problemas matemáticos detrás del Cubo de Rubik. En este artículo, presentaremos el Cubo de Rubik y los problemas matemáticos. detrás de esto 1. El juguete mundialmente popular En la primavera de 1974, E. Rubik, profesor de arquitectura en la Facultad de Artes Aplicadas de Budapest en Hungría, tuvo una idea interesante. Quería diseñar una herramienta de enseñanza que ayudara. Los estudiantes comprenden intuitivamente las diversas rotaciones de la geometría espacial. Después de pensarlo, decidió hacer un cubo de 3 * 3 * 3 compuesto por algunos cuadrados pequeños, con cada lado capaz de girar a voluntad. Rotaciones. Aunque esta idea es buena, en la práctica se enfrenta a un problema espinoso: ¿cómo se pueden rotar todos los lados de un cubo de este tipo a voluntad? Rubik pensó en muchas ideas, como usar imanes o bandas elásticas para conectar los pequeños cuadrados, pero todas fracasaron. Una tarde de ese verano, estaba disfrutando del aire fresco junto al río Danubio y, sin darse cuenta, sus ojos se posaron en los guijarros. De repente, una nueva idea apareció en su mente: utilizar una superficie redonda similar a la superficie de los guijarros para procesar la estructura interna del cubo. Esta nueva idea tuvo éxito, y Rubik rápidamente completó su diseño y lo patentó en Hungría. La oficina solicitó una patente. Este diseño es el cubo mágico que todos conocemos, también llamado cubo de Rubik [Nota 1], el cubo de Rubik fue desarrollado por un empresario húngaro dirigido por matemáticos aficionados. Los mercados de Europa occidental y América se convirtieron en un juguete de moda que arrasó el mundo a una velocidad asombrosa. En los siguientes 25 años, las ventas del Cubo de Rubik superaron los 300 millones. Entre los jugadores del Cubo de Rubik, hay niños que balbucean y hay. también directores ejecutivos de empresas multinacionales. Aunque el Cubo de Rubik no se convirtió en una herramienta de enseñanza de geometría espacial como lo imaginaba Rubik, se ha convertido en el juguete más vendido de la historia. El mayor poder mágico del Cubo de Rubik radica en su popularidad. Una cantidad asombrosa de combinaciones de colores. Cada cara de un cubo de Rubik tiene un color cuando sale de fábrica, con un total de seis colores. Sin embargo, una vez que estos colores se alteran, la cantidad de combinaciones que se pueden formar asciende a 4325 mil millones. [Nota 2]. Si hacemos cada una de estas combinaciones en un cubo de Rubik, estos cubos de Rubik dispuestos juntos se pueden organizar desde la tierra hasta el lejano cielo estrellado a 250 años luz de distancia. En otras palabras, si estamos en esa fila. Se enciende una luz en un extremo del Cubo de Rubik, la luz tardará 250 años en llegar al otro extremo. Si algún jugador diligente quiere probar todas las combinaciones, aunque no coma, beba ni duerma, la luz. girará cada segundo. Se necesitarían 150 mil millones de años para encontrar diez combinaciones diferentes (a modo de comparación, nuestro universo tiene actualmente menos de 14 mil millones de años. En comparación con este número de combinaciones, los anunciantes suelen utilizar "miles" "diez mil"). ", "cientos de millones", "miles de millones" y otros adjetivos que generalmente se usan para engañar y engañar a los clientes se han convertido en una rara humildad. Podemos decir con confianza que si no dominas los conocimientos técnicos y simplemente te das la vuelta en voluntad, incluso si una persona ha estado jugando al Cubo de Rubik desde el comienzo del Big Bang, casi no hay esperanza de restaurar un Cubo de Rubik cuyos colores han sido alterados. 2. El Cubo de Rubik y el "Número de Dios" Hay más Cubos de Rubik. Los jugadores y la competencia entre ellos se producirán naturalmente. Desde 1981, los entusiastas del Cubo de Rubik.
Se comenzó a celebrar la Competencia Mundial del Cubo de Rubik, comenzando así a crear su propio récord mundial. Este récord se actualiza constantemente, al momento de escribir este artículo, el récord más rápido para restaurar el Cubo de Rubik, como mencionamos al principio. de este artículo - ha alcanzado la asombrosa cifra de 7,08 segundos. Por supuesto, existe un cierto grado de probabilidad en el récord de una sola restauración. Para reducir esta posibilidad, desde 2003, el ganador del Concurso del Cubo de Rubik. determinado por la puntuación promedio de múltiples restauraciones [Nota 3]. El récord mundial actual para este rendimiento promedio es de 11,28 segundos. La aparición de estos registros muestra que, aunque existen combinaciones de colores astronómicas en el Cubo de Rubik, siempre que domines el truco. , el número de vueltas necesarias para restaurar cualquier combinación no es mucho. Entonces, ¿cuál es el número mínimo de rotaciones necesarias para garantizar que se restablezca cualquier combinación de colores [Nota 4]? Este problema ha despertado el interés de muchas personas, especialmente de los matemáticos. El número mínimo de vueltas necesarias para restaurar cualquier combinación es llamado en broma "el número de Dios" por los matemáticos, y el Cubo de Rubik, el favorito del mundo del juguete, se debe a esto ". El Número de Dios" ha invadido el mundo académico de una sola vez. Para estudiar el "Número de Dios", por supuesto, primero debemos estudiar el método de recuperación del Cubo de Rubik. En el proceso de jugar al Cubo de Rubik, la gente sabe desde hace mucho tiempo que cualquier Se puede recuperar una combinación de colores dada. Todo es muy fácil, como lo demuestran innumerables registros destacados de jugadores. Sin embargo, el método de recuperación utilizado por los jugadores del Cubo de Rubik es un método que es fácil de dominar para el cerebro humano, pero no es el indicado. con el menor número de vueltas, por lo que no ayuda a encontrar el "Número" Secreto de Dios. Encontrar el método con el menor número de rotaciones es un problema matemático difícil. Por supuesto, este problema no es difícil para los matemáticos. Ya a mediados de la década de 1990, la gente tenía un algoritmo más práctico que podía tomar un promedio de unos quince minutos para encontrar el número mínimo de vueltas para restaurar una combinación de colores determinada. En teoría, si se pudiera encontrar ese número mínimo de vueltas. para cada combinación de colores, entonces de estos giros, el más grande es sin duda el "Número de Dios". Pero desafortunadamente, el enorme número 4325 mil millones se ha convertido en un obstáculo para que las personas echen un vistazo al "Número de Dios". Incluso si se utilizan 100 millones de máquinas al mismo tiempo, el cálculo tardaría más de 10 millones de años en completarse. Parecía que los esfuerzos imprudentes no funcionarían, por lo que los matemáticos recurrieron a su antigua profesión: las matemáticas. Aunque las combinaciones de colores del Cubo de Rubik cambian constantemente, de hecho, todas se producen mediante una serie de operaciones básicas (es decir, rotación), y esas operaciones también tienen varias características muy simples, como que cada operación tiene una.