Cubul profesorului

Cubul profesorului

Formă	cub
Rotație	pe fețe
Permutări	≈ 2,83 × 10 ⁷⁴

Cubul profesorului este un puzzle mecanic, o versiune 5 × 5 × 5 a Cubului Rubik. Are câteva caracteristici comune atât cu Cubul original Rubik 3 × 3 × 3, cât și cu Răzbunarea Rubik 4 × 4 × 4, iar cunoașterea soluției oricăreia dintre acestea poate ajuta la rezolvarea acesteia.

Numele

Unele versiuni ale cubului 5 × 5 × 5 au fost vândute inițial de Barnes și Noble sub numele „Cubul profesorului”, dar în prezent Barnes și Noble vând cuburi numite pur și simplu „5 × 5”. Mefferts.com oferă versiuni limitate ale cubului 5 × 5 × 5 numit „Cubul profesorului”.

Această versiune are plăci colorate mici în loc de autocolante. Verdes Innovations vinde o versiune numită V-Cube 5.

Structura

Cub profesor ofițer (stânga) V-Cube 5 (centru) și Eastsheen 5 × 5 × 5 (dreapta).

Cubul original al profesorului inventat de Udo Krell funcționează folosind un cub extins 3 × 3 × 3 ca exterior, cu piesele centrale și colțurile care ies din centrul sferic ca în mecanismul identic al cubului 3 × 3 × 3. Marginile necentrale sunt adaptate la dimensiunea cubului și introduse între colțuri. Toate marginile au o piesă suplimentară care se fixează pe piesele exterioare ale 3 × 3 × 3 și le împiedică să cadă din cub prin rotirea unei fețe. Centrele sunt împărțite în două părți (una vizibilă și una ascunsă) care se pot deplasa independent. Această caracteristică este unică pentru designul original.

Versiunea Eastsheen a puzzle-ului folosește un mecanism diferit. Piesele centrale țin centrul aproape de marginile centrale, care prin rotire mențin marginile în poziția corectă. Marginile necentrale mențin colțurile la locul lor, iar interiorul colțurilor nu ajunge în centrul întregului cub.

Mecanismul V-Cube 5, inventat de Panagiotis Verdes, are elemente comune atât cu originalul, cât și cu Eastsheen. Colțurile ajung la centrul puzzle-ului (ca în mecanismul original), iar piesele centrale țin marginile centrale în poziție (ca în mecanismul Eastsheen), permițând rotații rapide și netede și creând, fără îndoială, cea mai rapidă și mai durabilă versiune a puzzle. Spre deosebire de designul original 5 × 5 × 5, V-Cube 5 a fost special conceput pentru speedcubing.

Un cub profesor dezasamblat.
Un V-Cube dezasamblat 5.
Un Eastsheen de 5x5x5 dezasamblat.

Permutări

Există 98 de piese pe suprafața cubului: 8 colțuri, 36 muchii (de două tipuri) și 54 de piese centrale (48 mobile de două tipuri și 6 fixe).

În ceea ce privește unghiurile, este posibilă orice permutare, inclusiv cele impare, cu rezultatul de 8 ! (40 320) situații posibile. Șapte colțuri pot fi rotite independent, iar a opta orientare depinde de cele șapte anterioare, oferind astfel 3 ⁷ combinații.

Cele 24 de margini exterioare nu pot fi răsturnate, deoarece forma internă a acestor piese nu este simetrică. Este posibilă orice permutare a marginilor exterioare, inclusiv permutări impare, formând 24! situații posibile. Cele 12 margini centrale pot fi răsturnate. Unsprezece dintre acestea pot fi răsturnate și mutate independent, rezultând 12! / 2 × 2 ¹¹ sau 12! × 2 ¹⁰ posibilități. În total sunt 24! × 12! × 2 ¹⁰ posibilități pentru margini interioare și colțuri interne unite.

Acest lucru oferă un număr total de permutări de

{\frac {8!\times 3^{7}\times 12!\times 2^{10}\times 24!^{3}}{4!^{12}}}\approx 2,83\times 10^{74}

{\ displaystyle {\ frac {8! \ times 3 ^ {7} \ times 12! \ times 2 ^ {10} \ times 24! ^ {3}} {4! ^ {12}}} \ approx 2.83 \ times 10 ^ {74}}

{\ displaystyle {\ frac {8! \ times 3 ^ {7} \ times 12! \ times 2 ^ {10} \ times 24! ^ {3}} {4! ^ {12}}} \ approx 2.83 \ times 10 ^ {74}}

Numărul întreg este exact 282 870 942 277 741 850 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 posibile permutări.

Unele variante ale cubului profesorului au una dintre piesele centrale cu un logo imprimat care poate fi orientat în patru moduri diferite. Aceasta crește numărul de permutări la $1,13\times 10^{75}$ ${\ displaystyle 1,13 \ ori 10 ^ {75}}$ ${\ displaystyle 1,13 \ ori 10 ^ {75}}$ , deși orice orientare a acestei piese poate fi considerată corectă.

Un cub original cu un centru demontat. Acest lucru nu se poate întâmpla într-un Eastsheen sau un V-Cube.

Durabilitate

Cubul original al profesorului este în mod clar mai delicat decât cubul Rubik 3 × 3 × 3 datorită numărului mult mai mare de piese în mișcare. Nu este potrivit pentru speedcubing. Ar fi mai bine dacă puzzle-ul nu ar fi forțat excesiv și că înainte de a face o rotație piesele sunt bine aliniate între ele pentru a preveni deteriorarea, este foarte probabil să rupă o piesă din cauza faptului că nu este bine aliniată. Dacă sunt rotite atunci când nu sunt aliniate corect, piesele interne se pot bloca la colțuri, provocându-le să iasă. Această problemă poate fi remediată ușor prin rotirea feței din spate în poziția sa anterioară, readucând piesele în locul lor original. Forța excesivă ar putea provoca ruperea completă a plăcilor colorate. Atât Easthseen, cât și V-Cube 5 sunt proiectate cu mecanisme diferite pentru a remedia fragilitatea designului original.

Rezoluţie

Un cub original al profesorului, cu multe piese eliminate.

Oamenii care pot rezolva rapid astfel de puzzle-uri preferă de obicei strategia de a aduce marginile cu aceleași culori împreună în dungi și centrele într-un singur bloc de culoare. Acest lucru permite rezolvarea rapidă a cubului cu aceeași metodă ca și cubul 3 × 3 × 3. După cum se arată în imagine, centrele, marginile centrale și colțurile formează un cub echivalent cu un 3 × 3 × 3. Din acest motiv, pot apărea și două erori de paritate în acest cub, dintre care una este comună cu 4x4x4.

O altă modalitate de a rezolva cubul folosit frecvent este de a rezolva mai întâi marginile cubului. Unghiurile pot fi ajustate mai târziu, iar centrele sunt rezolvate în cele din urmă cu un algoritm similar cu cel folosit în cubul 4 × 4 × 4.

Record

Recordurile mondiale sunt:

Simplu timp: 36.06 realizat de Max Park la Western Championship 2019 ^[1] .

3 din 5 în medie: 39,65 realizate de Max Park la Campionatul de Vest din 2019 cu aceste timpi: 40,34, 36,06, 42,65, 40,82, 37,80.

Notă

^ Asociația World Cube - Rezultate oficiale

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Cubul profesorului

[1] Asociația World Cube - Rezultate oficiale

[1]