Square-1 (головоломка)
![]() | Эта статья , возможно, содержит оригинальные исследования . ( Май 2021 ) |

Square -1 -это вариант куба Рубика . Его отличительная особенность среди многочисленных вариантов куба Рубика заключается в том, что он может изменить форму по мере его скручивания из -за того, как она вырезана, что добавляет дополнительный уровень вызова и сложности. Также были представлены супер квадратные и квадратные две головоломки. Super Square One имеет два дополнительных слоя, которые можно засохнуть и решить независимо от остальной части головоломки, а квадрат два имеют дополнительные разрезы, сделанные до верхнего и нижнего слоя, что делает края и угловые клинья одинакового размера.
История
[ редактировать ]Square-1 (полное имя « Back to Square One ») или, альтернативно, « Cube 21 », был изобретен Карел Хршель и Войтх Копски в 1990 году. Заявление на чехословацкий патент было подано 8 ноября 1990 года, а затем подано в виде ». Приоритетный документ «1 января 1991 года. Патент был окончательно утвержден 26 октября 1992 года с патентным номером CS277266 [3] архив 2018-04-05 на машине Wayback . 16 марта 1993 года сам объект был запатентован в США с патентным номером 5 193 809 [4], затем его дизайн также был запатентован 5 октября 1993 года с патентным номером D340,093.
Описание
[ редактировать ]
Square-1 состоит из трех слоев. Верхние и нижние слои содержат воздушные и треугольные кусочки. Их также называют угловыми и краями , соответственно. Всего 8 воздушных змеев и 8 треугольных кусочков. Куски воздушных змеев имеют ширину 60 градусов, а треугольные кусочки шириной 30 градусов по сравнению с центром слоя.
Средний слой содержит две трапеции , которые вместе могут образовывать нерегулярный шестигран или квадрат .
Каждый слой может быть повернут свободно, и если границы кусочков во всех слоях выстроены в очередь, головоломка может быть скручена вертикально, обменивая половину верхнего слоя с половиной дна. Таким образом, кусочки головоломки можно взбивать. Обратите внимание, что, поскольку кусочки воздушных змеев точно в два раза превышают угловую ширину треугольных кусочков, они могут быть свободно смешаны, с двумя треугольными кусочками, занимающими место одного кайта и наоборот. Это приводит к причудливым изменениям формы в головоломке в любой точке.
Чтобы головоломка была в форме куба, верхние и нижние слои должны иметь чередующиеся воздушные и треугольные кусочки, с 4 воздушными змеями и 4 треугольными кусочками на каждом слое, а средний слой должен иметь квадратную форму. Однако, поскольку для среднего слоя возможны только две формы, существует быстрая последовательность поворотов, которые изменяют форму среднего слоя с одного на другой, не касаясь остальной головоломки.
После того, как головоломка имеет форму куба, верхние и нижние слои вырезаны железным поперечным , или эквивалентно вырезаны двумя концентрическими (стандартными) скрещиваниями , которые делают угол друг с другом.
Как куб Рубика, кусочки окрашены. Чтобы загадка была решена, она не только должна быть в форме куба, но и каждая поверхность куба также должна иметь равномерный цвет. В его решении (или оригинальном) состоянии, просмотрев куб с лица со словом «квадрат-1», напечатанный на нем, цвета: белый сверху, зеленый на дне, желтый спереди, красный слева, оранжевый справа и синий позади. Альтернативные версии Square-1 могут иметь разные цветовые схемы.
Решения
[ редактировать ]
Большое количество решений для этой головоломки существует в Интернете. В некоторых решениях используется классический метод слоя за слоем, в то время как другие подходы включают в себя сначала поставку угловых кусочков, затем фрайт или наоборот. Некоторые решения представляют собой комбинацию этих подходов. Хотя эти решения используют разные подходы, большинство из них пытаются сначала восстановить форму кубика головоломки, независимо от размещения кусоч форма куба. Сначала форма часто восстанавливается, потому что она обеспечивает наибольший диапазон возможных движений в любое время - в других формах есть меньше движений.
Большинство решений обеспечивают большой набор алгоритмов . Это последовательности поворотов и поворотов, которые переставят небольшое количество кусочков, оставляя оставшуюся часть головоломки нетронутой. Примеры включают в себя обмен двумя частями, езда на велосипеде через три части и т. Д. Также возможны алгоритмы больших масштабов, такие как взаимосвязание верхних и нижних слоев. Благодаря систематическому использованию этих алгоритмов головоломка постепенно решается.
Как и решения куба Рубика, решения Square-1 зависят от использования алгоритмов, обнаруженных либо методами проб и ошибок, либо с использованием компьютерных поисков. Однако, хотя решения куба Рубика полагаются на эти алгоритмы к концу, они широко используются в течение всего решения квадрата-1. Это связано с тем, что равномерная форма кусочков в кубике Рубика позволяет сосредоточиться на позиционировании небольшого подмножества при этом игнорируя остальные, по крайней мере, в начале решения. Однако при Square-1 свободное смешивание угловых и краев иногда может привести к физическому блокированию определенной желаемой операции; Таким образом, нужно сразу принять во внимание все части. Некоторые решения Square-1 полагаются исключительно на использование алгоритмов.
Количество позиций
[ редактировать ]Если различные вращения данной перестановки учитываются только один раз, пока отражения подсчитываются индивидуально, их 170 × 2 × 8! × 8! = 552 738 816 000 позиций.
Если как вращения, так и отражения подсчитываются только один раз, количество позиций уменьшается до 15! ÷ 3 = 435 891 456 000. Кроме того, это всегда может быть решено максимум в 13 поворотах. [ 1 ]
Если вместо этого мы хотим сосчитать только все эти позиции, где нет угловых кусочков на пути скручивания половинок, есть 3678 · 2 · 8! · 8! = 11 958 666,854 400 скручиваемых положений и всегда может быть решено максимум на 31 повороте. [ 2 ]
Обозначение
[ редактировать ]Оригинальная нотация
[ редактировать ]Оригинальная нотация Square-1 была создана Jaap Scherphuis:
- (x, y)/(x, y)
Слэш (/) указывает на поворот всей правой половины головоломки на 180 °.
Первое число (x) относится к количеству поворотов верхнего слоя 30 ° по часовой стрелке .
Второе число (y) относится к количеству 30 -° нижних поворотов по часовой стрелке.
Отрицательные числа означают поворот против часовой стрелки .
x и y всегда находятся между -5 и 6, и они не должны равны 0.
Карнаух. Обозначение
[ редактировать ]Нотация Карнауха, также известная как Канотация, была создана Даниэлем Карнаух. Он основан на исходной нотации, с удалением кронштейнов и чертов, причем последнее заменяется пробелами, а буквы назначаются для общих наборов перемещения. Эта нотация была предложена как более простой способ писать, изучать и делиться алгоритмами скоростного разрешения. Это не было предназначено для использования для карабкания квадрата-1. Полная нотация здесь , но это сокращенная версия: [ 3 ]
Аббревиатура | В | В' | в | в' | Дюймовый | D ' | дюймовый | D ' | И | И' | и | и' | М | М ' | м | М ' |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Алгоритм | (3,0) | (-3,0) | (2,-1) | (-2,1) | (0,3) | (0,-3) | (-1,2) | (1,-2) | (3,-3) | (-3,3) | (3,3) | (-3,-3) | (1,1) | (-1,-1) | (2,2) | (-2,-2) |
Мировые рекорды
[ редактировать ]Мировой рекорд для одиночного реша составляет 3,41 секунды, установленным Райаном Пилатом из Соединенных Штатов в Wichita Family Artpenture 2024. [ 4 ]
В среднем по мировому рекорду 5 решается (исключая самые быстрые и медленные) составляет 4,81 секунды, установленное Диланом Баумбахом из Соединенных Штатов в Cube больше в Ardmore 2024, со временем (4,19) 4,40 5,13 4,89 и DNF секунд. [ 5 ]
5 лучших решателей по одному решению [ 4 ]
[ редактировать ]5 лучших решателей по среднему олимпийскому среднему размеру 5 решает [ 5 ]
[ редактировать ]Супер квадратный
[ редактировать ]


Super Square One -это 4-слойная версия Square-1. Как и Square-1, он может принять некубийские формы, так как он скручен. По состоянию на 2009 год он продается Уве Меффертом в его магазине головоломки, Мефферт .
Он состоит из 4 слоев из 8 штук, каждый из которых окружает круглую колонку, которую можно вращать вдоль перпендикулярной оси. Это позволяет взаимозаменяемым кусочкам из верхних и нижних слоев и средних двух слоев. Каждый слой состоит из 8 подвижных произведений: 4 более широких клиньев и 4 более узких клиньев. В верхнем и нижнем слоях более широкие кусочки - это «угловые» кусочки, а более узкие кусочки - это «края». В средних двух слоях более широкие кусочки - это «края», а более узкие кусочки - это «центры лица». Более широкие части ровно в два раза превышают угловую ширину более узких произведений, так что две более узкие части могут поместиться вместо одного более широкого произведения. Таким образом, они могут быть свободно смешаны. Это приводит к тому, что головоломка приняла большое разнообразие некубийских форм.
Квадрат второй
[ редактировать ]
«Квадратный два»-это еще один вариант популярной головоломки Square-1, с дополнительными разрезами на верхних и нижних слоях. В настоящее время он также продается в интернет -магазине Meffert .
Квадратный два механически такой же, как квадрат-1, но большие угловые клинья верхних и нижних слоев разрезаются пополам, эффективно делая угловые клинья столь же универсальными, как и краевые клинья. Это устраняет проблему блокировки, присутствующую на Square-1, что во многих отношениях облегчает квадрат двумя для решения (и схватки), чем его предшественник.
Решение
[ редактировать ]Квадратный два, как супер квадратный, не намного сложнее, чем квадрат-1. Во многих отношениях на самом деле легче с учетом того, что можно всегда сделать ломтик, независимо от положений верхних и нижних слоев. В основном это решается так же, как и оригинал, просто требуя дополнительного шага объединения угловых клиньев. После этого он решается точно так же, как Square-1.
Количество позиций
[ редактировать ]В общей сложности на головоломке есть 24 кусочки клина.
Возможна любая перестановка клиновых изделий, в том числе ровные и странные перестановки. Это подразумевает, что 24! = 620 448 401,733,239,439,360 000 возможных перестановки этих произведений.
Однако средний слой имеет две возможные ориентации для каждой позиции, увеличивая количество позиций в 2 раза.
Теоретически это дало бы грандиозную общую сумму (24!)*2 = 1 240 896 803 466 478 878 720 000 возможных позиций для головоломки, но, поскольку у слоя имеют 12 различных ориентаций для каждой позиции, некоторые позиции были подсчитываты слишком много раз. Это уменьшает количество позиций на 12^2.
Окончательный подсчет (24!)/72 = 8 617 338 912 961 658 880 000.
Смотрите также
[ редактировать ]- Комбинированная головоломка
- Карманный куб
- Куб Рубика
- Месть Рубика
- Профессор куб
- V-Cube 6
- V-Cube 7
- V-Cube 8
Ссылки
[ редактировать ]- ^ "(Назад к) квадрат один / куб 21" .
- ^ "(Назад к) квадрат один / куб 21" .
- ^ «Нотация Square -1 - speedsolving.com Wiki» . www.speedsolving.com . Получено 2022-04-23 .
- ^ Jump up to: а беременный Всемирная ассоциация куба [1]
- ^ Jump up to: а беременный Всемирная ассоциация куба [2]
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Патент квадрата-1
- Патент дизайна
- Оригинальный чехословацкий патент (PDF) архив 2018-04-05 на The Wayback Machine
- (Обратно к) квадратный один / куб 21 (с программой для решения квадрата-1)
- Решить Square-1 онлайн
- http://www.ganpuzzzle.com/square1.htm научитесь решать Square-1 с пошаговой анимацией, сопровождаемой подробными описаниями.
- http://www.ganpuzzzle.com/supersquare1.htm научитесь решать Super Square-1 с пошаговой анимацией, сопровождаемой подробными описаниями.