Кубик Рубика – не просто развлечение

Слайд #1

Кубик Рубика – не просто развлечение! Автор работы: Николаев Максим Сергеевич, ученик 7 класса ГОУ лицея № 419 Петродворцового района Руководитель: Щербакова Ольга Владимировна, учитель математики ГОУ лицея № 419 Петродворцового района

Слайд #2

Кубик Рубика – что это такое? «Кубик Рубика» (первоначально был известен как «Магический кубик») — механическая головоломка, изобретённая в 1974 году венгерским скульптором и профессором архитектуры Эрнё Рубиком. Задача игрока заключается в том, чтобы, поворачивая грани кубика, вернуть его в такое состояние, когда каждая грань состоит из квадратов одного цвета («собрать кубик Рубика»). Считается, что кубик Рубика — лидер среди игрушек по общему количеству продаж: по всему миру было продано порядка 350 млн кубиков Рубика, как оригинальных, так и различных аналогов.

Слайд #3

Эрнё Рубик Родился в Будапеште, во время Второй мировой войны. Его отец был авиаинженером на заводе в Эстергоме, мать — поэтесса. В 1967 году окончил инженерный факультет технического университета в Будапеште по специальности инженер-строитель, продолжил обучение в аспирантуре на скульптора и дизайнера интерьера. В настоящее время в основном участвует в разработке видеоигр, пишет статьи по архитектуре и возглавляет студию Рубика. Награждён Государственной премией Венгрии (1983), Премией им. Дэнниса Габора (1995) и Кошутовской премией (2007). В начале 80-х он стал редактором журнала игр и головоломок. В 1983 году основал собственную студию, которая занималась дизайном мебели и разработкой головоломок. В 1987 году получил звание профессора, а в 1990 совместно с Яношем Гинстлером основал венгерскую техническую академию и был её президентом до 1996 года.

Слайд #4

История головоломки Преподавая венгерским студентам промышленный дизайн и архитектуру, Эрнё никак не мог втолковать студентам математическую теорию групп. Она их не увлекала. Тогда профессор призвал на помощь трёхмерное предметное моделирование — идеальное средством для развития в учащихся навыков пространственного воображения. Занимаясь группами, Рубик однажды сделал 27 деревянных кубиков, раскрасил каждый в шесть цветов. Неожиданно оказалось довольно трудно сложить из них один куб, чтобы каждая грань была окрашена в свой цвет. Как это обычно и бывает с выдающимися изобретениями, проект кубика вынашивался не один год. Сам Рубик бился над задачей целый месяц. Но самым сложным оказалось придумать механизм. Из центральных и рёберных кубиков с внутренней стороны вырезан фрагмент таким образом, что получается полость в виде объединения трёх цилиндров. Помимо этого, на рёберных и угловых кубиках имеются выступы особой формы. Эти выступы образуют фрагмент цилиндра, плотно входящий в полость. Благодаря такой конструкции, грани кубика свободно крутятся. В центре конструкции вместо «невидимого кубика» находится трёхмерная крестовина, на которой свободно вращаются центральные кубики. Все остальные кубики держатся друг за друга, входя выступами в вышеуказанную выемку.

Слайд #5

Немного математики Число возможных различных состояний кубика Рубика равно (8! × 38−1) × (12! × 212−1)/2 = 43 252 003 274 489 856 000. Это число не учитывает то, что ориентация центральных квадратов может быть разной. С учётом ориентации центральных квадратов количество состояний возрастает в 46/2=2048 раз, а именно до 88 580 102 706 155 225 088 000 состояний. Однако, при сборке кубика обычно не учитывают ориентацию центральных квадратов, поскольку на большинстве кубиков нет обозначений, которые позволяли бы её отследить. Так называемый «алгоритм Бога» для сборки Кубика Рубика не найден. С помощью больших по объёму расчётов на компьютере (7,8 ядро-лет) математик Томас Рокики (Tom Rokicki) доказал, что из любой начальной конфигурации кубик можно собрать не более чем за 23 хода, улучшив тем самым своё же прежнее достижение в 25 ходов . Для доказательства достаточности 23 ходов использовалось свободное машинное время компьютерного кластера, который использовался для создания фильмов «Человек-паук 3» и «Лови волну!».

Слайд #6

Немного математики 43,252,003,274,489,856,000 возможных комбинаций Только 1 правильное решение Более 350 миллионов кубиков Рубика продано во всем мире. Если сложить их в 1 ряд, то полосу из кубиков Рубика можно было бы выложить с Северного Полюса до Южного Полюса На пике популярности в 1980г, головоломку крутил каждый пятый житель земли! Размер стороны кубика Рубика - 57мм Почти 40000 видео-роликов о головоломке на YouTube Первый Чемпионат Мира по кубику Рубика пошел в Венгрии в 1982г и был выигран студентом из Лос-Анджелеса по имени Мин Тай (Minh Thai), собравшим кубик Рубика за 22,95сек. Действующий чемпион мира по кубику Рубика - голландец Эрик Аккерсдик (Eric Akkersdijk), собравший головоломку за 7,08сек Соревнования проходят в нескольких номинациях: сборка одной рукой, ногами, с закрытыми глазами и даже под водой на одном дыхании. Считается, что дольше всех собирал свой кубик Рубика британец Грэм Паркер, получивший его в подарок на свое 19-летие и наконец собравший его впервые совсем недавно, в 47-летнем возрасте, т.е. через 26 лет!

Слайд #7

    В 1982 году в Будапеште прошел чемпионат мира по собиранию Кубика Рубика. Для решения предлагались три задания. Засчитывалось лучшее время из трёх попыток. Все кубики были одинаково сложно запутаны 25-30 вращениями с помощью ЭВМ. От участников соревнования требовалось собрать кубик не более чем за 60 секунд. Лучшее время сборки - 22,95 секунды - показал 16-летний студент из Лос-Анджелеса Минх Тай (Minh Thai). Рекорды и чемпионаты Люди, увлекающиеся скоростной сборкой кубика Рубика, называются спидкуберами. А сама скоростная сборка — спидкубинг (от англ. speedcubing) Последний мировой чемпионат (октябрь 2007 года) вновь был проведен в Будапеште.

Слайд #8

Конец!