Lập phương Rubik

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Lập phương Rubik (Khối Rubik hay đơn giản là Rubik) là một bài toán đố cơ học được phát minh vào năm 1974 bởi kiến trúc sư người Hungary Ernő Rubik. Những cái tên khác không đúng về bài toán này thường là lập phương rubix và lập phương rubics.

Mục lục 1 Phân loại 2 Lịch sử 3 Cơ chế 4 Giải pháp 5 Giải vô địch thế giới về xoay Rubik 6 Hình ảnh 7 Game mô phỏng khối lập phương Rubik 8 Liên kết ngoài

[sửa] Phân loại

Rubik làm bằng chất dẻo, có bốn phiên bản chính là: 2×2×2 ("Lập phương Túi"), 3×3×3 (Lập phương tiêu chuẩn), 4×4×4 ("Rubik Báo thù") và 5×5×5 ("Lập phương Giáo sư").

Mới đây, nhà phát minh người Hy Lạp, Panagiotis Verdes đã nhận được bằng sáng chế vì đã tạo thêm những rubik khác ngoài 5×5×5, lên đến mức 11×11×11. Nó bao gồm những cơ chế cải tiến từ 3×3×3, 4×4×4 và 5×5×5. Từ tháng ba 2007, những thiết kế này vẫn còn được kiểm tra và chưa phổ biến rộng rãi, mặc dù những thước phim thực tế về cơ chế làm việc của 6×6×6 và 7×7×7 đã được đưa ra công chúng.

Phiên bản 3×3×3 là phiên bản thông thường, được biết đến với tên "Lập phương Rubik". Mỗi mặt của phiên bản này có 9 ô vuông và được sơn phủ một trong sáu màu khác nhau, thông thường là trắng, đỏ, vàng, cam, xanh lá cây và xanh dương. Bài toán bắt đầu bằng việc xáo trộn tất cả vị trí các ô vuông ở mỗi mặt, tức là các màu sắc xen kẽ nhau. Bài toán chỉ được giải quyết khi mà mỗi mặt của khối là một màu đều đặn. Trước đây, nó được gọi là "Lập phương Ma thuật" do chính nhà phát minh đặt ra. Năm 1980, Michael Egnot đổi tên nó thành "Lập phương Rubik" và tên này dần phổ biến trên thế giới. Có thể nói nó là một trong những loại đồ chơi bán chạy nhất thế giới với khoảng 300,000,000 khối Rubik đã được bán.

[sửa] Lịch sử

"Lập phương Ma thuật" được Ernő Rubik phát minh vào năm 1974 bằng sự quan tâm hình học và nghiên cứu những mẫu dạng ba chiều. Năm 1975, Ernő được Hungary cấp bằng sáng chế HU170062 cho Lập phương Ma thuật nhưng ông lại không nhận những bằng sáng chế quốc tế. Những lô hàng đầu tiên của sản phẩm được sản xuất cuối năm 1977, và được tung ra những cửa hàng đồ chơi ở Budapest năm 1980. Sau đó ít lâu, nhà sản xuất quyết định đổi tên cho nó. Hai tên "The Gordian Knot" và "Inca Gold" được đề xuất xem xét, nhưng cuối cùng công ty quyết định lấy tên "Lập phương Rubik", và lô hàng đầu tiên được xuất khẩu từ Hungary vào tháng năm, 1980.

Tận dụng sự "cháy hàng" ban đầu của món đồ chơi này, nhiều sự bắt chước xuất hiện. Vào năm 1984, có một vụ kiện vi phạm bằng sáng chế do Larry Nichols với tấm bằng US3655201 của ông ta. Một người Nhật tên Terutoshi Ishigi cũng nhận một bằng sáng chế của Nhật cho một cơ chế tương tự Rubik, trong khi bằng sáng chế của Rubik đang được xử lý. Tuy vậy, nói chung Ishigi cũng đã gửi một phát minh độc lập.

[sửa] Cơ chế

[sửa] Giải pháp

Một rubik bình thường (3×3×3) có thể có (8! × 3⁸⁻¹) × (12! × 2¹²⁻¹)/2 =43,252,003,274,489,856,000 hay hơn bốn mươi ba tỷ tỷ vị trí khác nhau (hoán vị), nhưng bài toán được quảng cáo như thể chỉ có "hàng tỷ" vị trí mà thôi, có lẽ để giảm áp lực tâm lý cho người chơi, và đôi khi, chúng có thể được giải quyết chỉ trong 27 bước hay thậm chí ít hơn thế. (xem Những giải pháp tối ưu cho bài toán rubik)

Nói một cách hình tượng khi coi mỗi khối Rubik tượng trưng cho một cách hoán vị, nếu xếp liên tiếp các khối Rubik (có kích thước 57 milimet) thành một dãy thì dãy Rubik này sẽ kéo dài xấp xỉ 261 năm ánh sáng. Nếu xếp sát nhau tạo thành một bề mặt (cong) thì số Rubik này sẽ phủ kín bề mặt Trái đất 256 lần.

Sau đây là một trong số nhiều giải pháp cho bài toán rubik. Giải pháp này được phát triển bởi David Singmaster, một nhà toán học người Anh. Trước khi bắt đầu, để dễ mô tả những chuyển động khác nhau của rubik, ta cần ký hiệu sau đây cho từng mặt:

• Mặt trên: N
• Mặt dưới: D
• Mặt trái: T
• Mặt phải: P
• Mặt lưng: L
• Mặt mặt: M (là mặt đối diện mắt)

Viết hoa: xoay thuận chiều kim đồng hồ Viết thường: xoay ngược chiều kim đồng hồ

Thứ nhất: Phải tự xoay cho được tầng 1 đúng màu (cả trên mặt và tầng 1)-NHƯ HÌNH DƯỚI (Các ô màu trắng là màu chưa sắp xếp), nếu chưa tự xoay được hãy tìm tòi cho đuợc hãy đọc tiếp.

Các quy ước: Hình 1: quy ước 3 tầng.

Góc là hình lập phương nhỏ có 3 màu được thể hiện. Cạnh là hình lập phương nhỏ có 2 màu được thể hiện. Tâm là hình lập phương nhỏ có 1 màu được thể hiện.

Hình 2:

khi nói “Trái” là xoay khối rubic bên tay trái từ trên xuống dưới. khi nói “Phải” là xoay khối rubic bên tay phải từ trên xuống dưới. khi nói “Trên” là xoay khối rubic bên trên từ trái sang phải. khi nói “dưới” là xoay khối rubic bên dưới từ trái sang phải.

Cuối cùng, khi nói “Trước-trái” là quay mặt phía trước về bên trái khi nói “Trước-phải” là quay mặt phía trước về bên phải khi nói “Sau-trái” là quay mặt phía sau về bên trái khi nói “Sau-phải” là quay mặt phía sau về bên phải

Suy nghĩ thêm: Khi nói “dưới”-”dưới”-”dưới” là xoay khối rubic bên dưới từ trái sang phải 3 lần nghĩa là xoay khối rubic bên dưới từ phải sang trái 1 lần. Khi nói “phải”-”phải”-”phải” là xoay khối rubic bên phải từ trên xuống dưới 3 lần nghĩa là xoay khối rubic bên phải từ dưới lên trên 1 lần.

Làm tầng 2.

Tìm 1 “cạnh” ở tầng 3 thoả điều kiện như hình vẽ nghĩa là mặt ở tầng 3 trùng màu với tâm, mặt dưới trùng màu với tâm kế bên. Mục tiêu: đưa cạnh đó lên đúng vị trí (màu xám).

Công thức: “dưới”-”dưới”-”dưới”-”phải”-”dưới”-”phải”-”phải”-”phải”-”dưới”-”trước phải”-”dưới”-”dưới”-”dưới”-”trước trái”. Làm ngước lại nếu màu dưới đáy ở bên trái. thế là xong tầng 2. Trường hợp xui xẻo nhất thì làm công thức đó 1 lần để “cạnh” xui xẻo xuống dưới rồi lựa chọn và làm công thức đó 1 lần nữa.

Tiếp đó là làm chữ thập ở mặt đáy. (kiểu hướng dẫn trong các cục rubic là làm các “góc” trước, tôi thì thích làm các “cạnh” trước).

Cầm rubic sao cho ra trường hợp 1 hoặc 2.

Trường hợp 1 xoay theo công thức: “Phải”-”dưới”-”dưới”-”dưới”-”SAU PHẢI”-”dưới”-”SAU TRÁI”-”Phải”-”Phải”-”Phải”.

Trường hợp 2 xoay theo công thức: “Phải”-”SAU PHẢI”-”dưới”-”dưới”-”dưới”-”SAU TRÁI”-”dưới”-”Phải”-”Phải”-”Phải”.

Trường hợp xui xẻo nhất là trường hợp 3, làm công thức “trường hợp 1″ ở trên sẽ ra trường hợp 2 để làm tiếp.

TIẾP NỮA LÀ LÀM ĐÚNG CÁC “CẠNH” Ở TẦNG 3. XOAY TỚI XOAY LUI SẼ CÓ 2 “CẠNH” ĐÚNG Ở LIÊN TỤC NHAU HOẶC ĐỐI DIỆN NHAU.

Trường hợp 1: LẬT MẶT SAU THÀNH MẶT TRƯỚC (MẶT XANH LỤC VẪN Ở BÊN TRÊN)

Công thức: “Phải”-”dưới”-”dưới”-”Phải”-”Phải”-”Phải”-”dưới”-”Phải”-”dưới”-”Phải”-”Phải”-”Phải”-”dưới”. Sẽ ra bốn cạnh tầng 3 đúng.

Trường hợp 2: Đưa mặt đỏ ra làm mặt chính diện (Mặt xanh lục vẫn ở trên)

Công thức: Như trên. Sẽ ra trường hợp 1. Làm công thức theo trường hợp 1 là xong.

GÓC ĐÚNG VỊ TRÍ LÀ hình lập phương nhỏ ờ 1 góc nào đó có 3 màu giống với 3 màu trung tâm. CÓ THỂ ĐÚNG THỨ TỰ MÀU HAY KHÔNG CŨNG ĐƯỢC, KHÔNG QUAN TRỌNG.

Công thức chữ U: “Phải”-”dưới”-”dưới”-”dưới”-”Phải”-”Phải”-”Phải”-”dưới”-”Trái”-”dưới”-”dưới”-”dưới”-”phải”-”dưới”-”Phải”-”Phải”-”Phải”-”trái”-”trái”-”trái”.

CÁCH LÀM: - Tìm ít nhất 1 góc đúng vị trí (Lưu ý: LÚC NÀY DO CÁC CẠNH ĐÃ ĐÚNG MÀU NÊN KHÔNG ĐƯỢC XOAY MẶT “DƯỚI” ĐỂ TÌM “GÓC ĐÚNG VỊ TRÍ” mà chỉ cầm cả cục rubic mà tìm, không xoay cái gì hết. - Nếu không có làm công thức chữ U từ 1 -> 2 lần sẽ có 1 góc đúng vị trí. - ĐỂ “góc đúng vị trí” ở bên dưới tay phải (Như hình vẽ) làm công thức chữ U từ 1->3 lần sẽ được cả 4 góc đúng vị trí.

GIỜ CHỈ CÒN LÀM ĐÚNG CÁC MÀU Ở CÁC GÓC LÀ XONG: SỬ DỤNG CÔNG THỨC TÌM CẠNH VÀ CÔNG THỨC NGHỊCH ĐẢO CỦA NÓ LÀ XONG:

CÔNG THỨC 6 MẶT: “Phải”-”dưới”-”dưới”-”Phải”-”Phải”-”Phải”-”dưới”-”Phải”-”dưới”-”Phải”-”Phải”-”Phải”. “Trái”-”dưới”-”dưới”-”Trái”-”Trái”-”Trái”-”dưới”-”dưới”-”dưới”-”trái”-”dưới”-”trái”.

KHI ĐỂ RUBIC ĐÚNG NHƯ HÌNH VẼ, KHI LÀM CÔNG THỨC 6 MẶT XONG, HAI MÀU XANH DƯƠNG SẼ NHẢY XUỐNG DƯỚI, LÀM TƯƠNG TỰ VỚI CÁC MẶT KHÁC SẼ RA 6 MẶT. TRƯỜNG HỢP XUI XẺO LÀ KHÔNG TÌM THẤY MẶT BÊN NÀO CÓ 2 MÀU XANH DƯƠNG NHƯ HÌNH VẼ THÌ TÌM MẶT BÊN NÀO CÓ 1 MÀU XANH DƯƠNG CŨNG LÀM RỒI TÌM TIẾP LÀ XONG. (TRƯỜNG HỢP HAY XUẤT HIỆN LÀ 2 GÓC ĐỐI DIỆN ĐÚNG MÀU, 2 GÓC CÒN LẠI SAI MÀU)

CHÚC CÁC BẠN THÀNH CÔNG.

Lưu ý: đây là công thức cơ bản, còn 1 số công thức rút gọn khác để làm nhanh hơn. bạn có thể tự tìm hiểu thêm về các công thức CHỮ U, 6MẶT (góc, cạnh di chuyển ra sao) bằng cách xoay được 6 mặt xong, xoay công thức đó bạn sẽ phát hiện các mặt dịch chuyển thế nào rồi từ đó chế các công thức rút gọn cho mình.

Bài này hoặc đoạn này đang được viết. Bạn có thể viết thêm cho bài này được hoàn thiện hơn. Xem phần trợ giúp để biết thêm về cách sửa đổi bài.

[sửa] Giải vô địch thế giới về xoay Rubik

Minh Thái là người thắng trong cuộc thi vô địch thế giới về xoay lập phương Rubik lần đầu tiên được tổ chức tại Budapest vào tháng 6 năm 1982 với thành tích 22,95 giây. Lúc đó anh mới 16 tuổi và là học sinh trung học ở Los Angeles.

Nhà vô địch xoay rubic 3x3 năm nay là Yu Nakajima, 16 tuổi, đến từ Nhật Bản với thành tích là 12,46 giây (2007)nhưng kỷ lục thế giới vẫn là Thibaut Jacquinot của Pháp khi chỉ mất 9,86 giây để hoàn thành khối rubic 3x3.Tại giải vô địch Rubik tại Murcia 2008,kỷ lục thế giới mới hiện nay là 9.18 s do Edouard Chambon (France)

[sửa] Hình ảnh

Cấu tạo	Rubik 2x2x2	Rubik 2x2x2 xoay
	Rubik tinh thể kim cương		Rubik 5x5x5
	Rubik Kim tự tháp
		Rubik ma thuật	Rubik ma thuật đã xoay xong

[sửa] Game mô phỏng khối lập phương Rubik

Hiện nay đã có rất nhiều phần mềm mô phỏng khối lập phương Rubik. Trong số đó có phần mềm freeware 3D Rubik 1.8, do người Việt phát triển.

Download: Rubik 1.8

[sửa] Liên kết ngoài

• Animation with solution
• Animation with solution
• The first world championship
• Rubik Books
• Game mô phỏng khối Rubik
• Kỷ lục mới về xoay rubic 2007
• Video clip cuộc thi xoay Ribik 2007 tại Hungary
• Hướng dẫn cách chơi Rubik-free
• Hướng dẫn quay rubik trên thuviendulieu.com

Bài này còn sơ khai. Bạn có thể góp sức viết bổ sung cho bài được hoàn thiện hơn. Xem phần trợ giúp để biết thêm về cách sửa đổi bài.

Bài hoặc đoạn này cần được wiki hóa theo các quy cách định dạng và văn phong Wikipedia. Xin hãy giúp phát triển bài này bằng cách liên kết trong đến các mục từ thích hợp khác.