魔方公式是怎么来的?或者说他是别人怎么想出来的?怎样才能自己想公式呢?呵呵

2024-12-14 23:43:53
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回答1:

一分钟不算快,我也行,按下面练你也可以做到。
(第一步)在第一面做一个十字,形成如下的样子:(您也可以看看 第一步的视频讲解)
注意啊,你对好的十字必须如上图,每个侧面的棱和中心是同色的。做成这步的方法很多,我建议你自由发挥。如果实在有困难,我这里提供一个万全的办法,就是把中间层含有蓝色的棱色块变到底面上去,然后对好侧面颜色,再翻上来。我这里就举一个例子大家就应该明白了,对于左图B位置,只需要下面3步,
动画会自动播放,你也可以用播放条右边的 和 一步一步看。最左边的 回到初始状态。 F
D
R2 180°

初始状态 把蓝黄色块 转到底面 旋转底面,对好侧面黄色 翻上来
我说的够清楚了吧。D位置和B位置完全同理,也是把中间层含有蓝色的棱色块变到底面上去,然后对好侧面颜色,再翻上来,而对于A和C位置你可以旋转该面,让其变到B或D位置。如果某个棱色块的蓝色面已经在顶面或底面,相信大家会有办法解决的。 你要记住的是,如果遇到困难,就把蓝色变到底面,在底面上你是可以任意旋转的。
有时候,你会碰到左图这样的情况,蓝黄色块转到底面时影响了已经对好的红色面,这时候,你需要在最后一步之前恢复红色面的位置。具体操作见下。

魔方小站)
F
D
F'

初始状态 把蓝黄色块 转到底面,但
这影响了对好的红色侧面 旋转底面,对好侧面黄色 恢复红色面
R2 180°

照上面说的,你重复做4个棱,应该就可以做好十字啦。
这里我给初学者建议一种更清晰快速的方法,蓝色棱变到底面之后 ,可以不急着把它翻上去,可以变成左图这个样子,注意在底面上4个棱可以是任意顺序,这会给你减少很大难度,这里是两个例子,给大家开阔下思路,

最后把他们逐一对好侧面颜色翻上去就行啦。比如:
下面我要说说标记。你没准注意到上个表格里的一些奇怪的字母,那些字母的意思很简单,
F = front face 前面 B = back face 后面 R = right face 右面
L = left face 左面 U = up face 上面 D = down face 下面
以上面的表里的标记为例,F就代表前面顺时针转90°,F'代表前面逆时针转90°,R2代表右面转180°,就这么简单,大家明白了吧。
另外,如果你的魔方是有数字的魔方,或者带图形、带图案的魔方,那么你六面中心块就有了朝向的问题,你可以参考这一页在此步对好侧面中心块。
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(第二步)对好第一面,加上四侧面的T字型,形成:(您也可以看看 第二步的视频讲解)

做好这一步其实你只要学会一招就够了。那个蓝色的角色块,转来转去之后就6种位置,

对于A位置,只需下面3步,对于C、D、E、F,请先到后面看看怎么把他们变成A或B。
注意哦,我们归位的小角块的颜色必须要对应好。比如这里的蓝红黄小角块必须上到红黄角,不能上错哦,否则T字就出不来啦。可能有的朋友已经觉得我像唐僧了,不过确实有的朋友有这个问题的,我还是要说的详细一点。A位置转法如下:魔方
F
D
F'

初始状态 此步很巧妙,同时达成两个目的:一个是让顶层的目标角位置到底层来“接应”蓝红黄角块,另一个是让蓝红黄角块也准备到了应有的位置。 让蓝红黄角块 转到目标位。 转回顶层。
而对于B位置,其实完全一样,就是把刚才的3步对于顶面对角线做一个镜像,方
如左图,对于顶面对角线做一个镜像,我们将在后面无数次的遇到,所以请大家一定注意这个镜像的意义。
上面F D F'的对角线镜像就是R' D' R,具体请看,

此动画设为不自动播
放,请按播放键 开始
R'
D'
R

B位置的图就是A位置的对角线镜像,所以他的算法就是FDF'对着对角线照镜子。 F的对角线镜像就是R',大家应该很明白吧,参看一下上面镜子的图片。 D的镜像就是D' F'的镜像就是R了

而对于C、D、E、F位置,你总可以用旋转侧面和底面将其转到A或B位置。这里是几个例子 :(这些算法是不应该记的,你应该自己摸索着转几下,肯定能转出来)
对于F 对于C 对于D 对于E

F D2 F' D'
F D F' D'
R' D' R D
F D F'

重复做4个角,你就会得到

这样我们已经打好了地基,简单吧。
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(第三步)放第二层的棱色块,变成形如 (您也可以看看 第三步的视频讲解)

由上一步到这一步的图,大家肯定看出了这步我们要处理的是中间层红白,红黄,橙白,橙黄四个棱色块。这次,你先把魔方翻过来了,蓝面朝下,绿面朝上,再看看以上4个棱色块哪些位于顶面(绿色为中心的面),随便选择一个,我们就从它开始,这里以红白为例,通常,你会碰到两种情况,

我们要把顶层红白棱色块插入到上图红色箭头所指的位置,你应该把红白所夹的角放在最靠近你的位置(右前),然后一、二种情况非常好识别了,同色的一排分别在前面和右面。
对于第一种情况,使用下面的算法,
U
R
U'
R'

U'
F'
U
F

• 整个算法是URU'R' + U'F'UF,是不是很有规律?我们看,好像后一半U'F'UF正好是 前一半URU'R'的对角线镜像吧,是吧?我们看前四步URU'R'的作用是把左图里我们要的两个小块组合起来,上表中标为红色的第5图显示了组合好的两个色块,而后四步U'F'UF则是把我们组合好的两个小块填进正确的位置。魔方

所以,如果你碰见,

该怎么办呢?可能好多朋友都看出了,我们的算法应该是上面算法的对角线镜像,因为我们所要做的就是对着对角线照个镜子,因为前半后半互为对角线镜像,所以算法就是前半后半颠倒过来,成为U'F'UF + URU'R',魔方
U'
F'
U
F

U
R
U'
R'

会有一些情况下,你需要的棱色块不在顶面,而在第二层的错误位置或者朝向,这时咋办?首先,你要先做在顶面上的那些, 可能不听话的棱色块会自己变到顶面上,如果最后他还是不听话,如左图,我们就用上面算法把个无关大局的棱色块搞到该位置,我们要的那个红白棱色块就自然换到顶层了,这稍微有点麻烦,不过对于我们初等解法只能这样先忍忍了,这也可能会激发大家去学高级的解法吧:)
除此之外,你还可以试试这个算法F' U2 L' U L U2 F。和上面的算法起同样的作用。注意,开始状态不太一样。
和他的对角线镜像:R U2 B U' B' U2 R'
同样重复做其他三个棱,第三步就完成了。我们到现在为止一共就学了2个算法吧,所以大家要加油啊。
下面的步骤我给你提供两条路径,他们很相似,其实只差一步,第一条路径就是本页,它的优点是形态很好识别,非常便于你提高速度,只是第六步算法稍难记一点点,第二条路径请点这里,他的优点是算法很好记住, 但是第五步识别形态稍耽误时间,我个人喜欢第一路径。
(第四步)在魔方新的顶面上画十字 (您也可以看看 第四步的视频讲解)
变成:

下面我们要学一个新的算法,这个算法会把顶层在如下4种情况中切换,顶面的4个棱色块在旋转之后,也只可能有这4种情况,
1 2 3 4

概率1/8 概率1/4 概率1/2 概率1/8
这步我们 把角色块都当成灰色的,只看棱色块,比如你要见到左图这样,就算是上面第3种情况,见到右图这样,就算上面第2种情况。(转载自魔方小站)
在应用算法前,你应该参照上图顶面绿色的样子来确定你魔方的方位,我们只要对出十字就好啦,并不需要十字侧面 的颜色和下两层吻合。请注意,这个算法会按顺序从左到右在这4种情况中切换,也就是如果你遇见“点”(就是上面第一个图),你就要应用3次这个算法(每次之前都要按照上图对好方位哦),遇见“一”字就要应用2次算法,
R'
U'
F'
U

F
R

另外,在“一字”的时候,你也可以试试
R' F' U' F U R
你观察一下就知这个算法是上面算法的逆算法。他可以直接从“一”字就对好十字的。
• 一开始呢,学一个算法的时候总是容易弄错,起初不可能记得很清楚,就很容易拧乱,这样往往会很郁闷。我建议大家应该在这个图形的pattern上找到某种提示,特别是一些比较“整”的图形,我一般记一个算法给我最大提示的就是底面的蓝色色块,因为他们是已经对好的最整的图形,他们是怎么分开又怎么重新组合到一起,然后怎么归位的,想象出一个过程或一个“故事”,这样这个算法就很容易记了,包括后面的算法都是。
• 又一个小思考:这里有一个问题,为什么说只有这4种情况呢,这样不会出现吗?

答案是不会, 如果你的魔方真出现了上面的情况,那么最可能的原因是有人拆过你的魔方,并且把他组装错了,如果他随机组装,根本不分颜色,那他有11/12的概率装错,解决的办法是任意翻转一个棱就行了。
他们不会出现的原因是你不可以保持其他棱色块不动,而只翻转单独一个棱色块,这在我们最初算魔方总变化数时提到过。为啥?你感兴趣可以看看这页。
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(第五步)翻转魔方顶面四角,对好顶面颜色,使之形成
(您也可以看看 第五步的视频讲解)

魔方顶面的四角只可能有8种情况,第一种就是已经对好,而其他7种如下。魔方

概率 4/27 4/27 4/27 4/27 4/27 2/27 4/27
如果你的图案在这8种之外,那么你肯定需要拆掉魔方,调整一个角块的朝向。如果你想了解上面的概率怎么算出的可以先看看这页,不行也可以在下面发信问我。
我又要发一通大道理了,如果急着要看算法可以先跳过哈:)
首先我们观察1,2两种情况,在这两种情况里,3个未对好的块在旋转意义下是处于相同的位置的,对吧。这是他们一个特点。绿色在每个角有3种朝向,如果我们对4角进行标记,不妨把1情况叫做(1113从右上角开始标号),2情况叫做(2223),括号里的3就代表绿色块已经在顶面了,3情况(1233),4情况(2133),5情况(1323),6情况(1212),7情况(2112),你有没有发现一些规律呢?括号里数字的和一定是3的整数倍!为啥非得是3的整数倍?建议你去看看一开始的魔方总变化数道理,那里面证明了角块朝向的角度和应该是360度的整数倍。这个限制,决定了我们只能有8种情况。
这个问题真是不特别简单,首先,我们出个题啊,要是魔方顶面4个角位置可以标号1、2、3,就像上面一样可以标成是(1113)(1233)等等,去除旋转后相同的情况,共有多少种标法?
如果不去除旋转相同,那么4个角就是可以区分的,这个答案很简单就是3^4=81种情况,对吧,但是如果去除旋转相同,就 比较复杂了,比如1113和3111是同一种标法,只是魔方顶面转了90度而已,你可以自己先想想这个题。
这是个组合数学的经典问题,叫做Necklace problem(就是用几种颜色的珠子穿项链),或者叫做polya定理,如果有兴趣也可以到这里看看,不过我还是推荐你先自己想一下,这里面的公式会一下子让你很faint,如果你对“欧拉数”之类的概念不熟或根本没听说过的话。
我们这种情况不用mathworld里面的那个公式,枚举法就可以啦:)不过要想的周密一点,答案是24种,我验算了和那个恐怖公式给出的答案一样。而在这24种里,4个数字的"和"被3除的余数,应该是平均分配给0,1,2吧,这个我没有证明,呵呵,这样被3整除的应该就有8个了吧。就是 对好+这7种:

现在我们开始说算法了,对于第一种情况,我们应该把顶面已经是绿色那个角放在最上面(也就是"左后角"),这时你不用关心下面两层 的哪面朝前,魔方

应用下面算法,这个算法的作用就是保持最上面角(左后角)的朝向不变,同时把下面三个角的绿色翻上去。
算法1:
R'
U'
R
U'

R'
U'2
R

对于第二种情况,我们应该发现他就是一情况的对角线镜像是吧,所以上面算法去做对角线镜像就得到了情况二的算法:魔方

算法2:
F
U
F'
U

F
U2
F'

对于3-7情况:

你有2/3的概率碰到他们,其实你完全可以自己用1,2算法试试翻这么几次,看看会发生什么,慢慢就找到规律了。3-7情况都是用1,2算法的组合解决,最多用2个算法。魔方
如果你等不及了或者觉得自己的方法不够快,可以看看这里参考3-7情况我的方法。

对于3-7情况,我给你介绍两个方法,第一个有一个推导的过程,掌握了再学第二个傻瓜方法你就知道为啥这样做了。第二个方法显然会更快的,实践中我推荐第二个方法。
方法一,你需要首先把任意一个顶面不是绿色的块放在最上面(左后角),然后你剩下其余3个角是吧,你要从一二算法里挑一个,使这3个角,只有其中一个绿色被翻到顶面。这样你就会得到1,2情况之一了。 为啥翻一个不用我说了吧。
举个例子吧 ,对于5情况,我们先随便把一个 顶面不是绿色的小块弄到上面(第二图),然后我们要只翻一个绿色上去是吧,那肯定就用算法1罗 (为什么用算法1?去看看上面算法1的图片,看看他是怎么翻绿色的。你就明白了。),用完了就变成左边第三个图,转一转就知道这是2情况。

再来一个,对于6情况,上面已经是非绿,剩下3个我们翻一个,翻哪个呢,右后和前左是同位置, 翻他们要用算法1,但他们一定同时翻上去,不行,我们要3个角只有其中一个绿色被翻到顶面才行。还得是翻右前这个,这时就要用算法2,之后转转我们就会发现他变成了2情况。简单吧。好玩吧。
看不明白?好,我们还有for dummies的
方法二,看好了,这是算法1对吧。
R'
U'
R
U'

R'
U'2
R

你只要把你的魔方按照下面的方位摆好了。然后应用1算法,他就会变成1情况或者2情况了。

3 4 5 6 7
这个傻瓜图其实是很有规律的,你看,如果你有两个绿色不在顶面,那么最上面角(左后角) 的绿色就冲着后面,如果你四个绿色都不在顶面,最上面角(左后角)的绿色就冲着左面。然后用算法1,就这么简单:) 其实,你只要记住一句“2后4左”3-7情况你就肯定会了。 万一这句话你也忘了,怎么办?也没事儿,你就用算法1乱翻几下,最后总会翻出来的。

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(第六步)调整四角顺序,使之形成:(您也可以看看 第六步的视频讲解)

这步很简单,首先转转顶面看看是不是已经对好(概率1/6),如果不是就首先找一条边,这条边的两个角有相同的颜色(概率2/3),像以下这些例子。另有1/6的概率你找不到这样的一条边,我们一会儿再说。魔方

两角中间的棱颜色和下面两层的颜色我们不用关心。现在把这条边放在背面,以上表最后一个为例,变成,
正面 背面

然后应用下面算法,
L
F'
L
B2

L'
F
L
B2
L2

如果应用完算法 ,四个角还没有和下面两层的颜色吻合,转转就可以了。这步本质上的作用就是交换了前面两个角的位置。或者说做了这样的一个逆时针旋转,这两个作用在顶面旋转过后是等效的。魔方
(第二种情况)找不到有两角同色的边
如果你碰到的情况找不到这样一条有两角同色的边,你就闭着眼睛应用一遍上面的算法,就一定可以找到啦,如果你感兴趣这是为什么,可以看看这页。 这种情况其实是你需要交换一个对角线上的两个角。
另外,你也可以试试这个算法的左右镜像,使用方法一样,效果也一样。
R' F R' B2 R F' R' B2 R2
好啦,第六步也讲完拉,就差最后一步啦!先告诉大家一个好消息,最后一步不用学新的算法就行,我们用第五步的算法1和算法2就可以搞定:)
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(第七步)将最后的棱色块顺序排列好 (您也可以看看 第七步的视频讲解)
最后一步啦,大家是不是都很兴奋啊,好不容易啊,胜利就在前方了。最后一步很简单,你只要看准魔方的方向就行啦。魔方
第一种情况,你想让3个棱逆时针旋转。(概率1/3)
首先你要把已经对好颜色的那条边放在前面。
再用第五步的算法1+U2+算法2+U2 就行啦。也就是
R' U' R U' R' U'2 R
U2 F U F' U F U2 F'
U2
第五步算法1
第五步算法2

你可以上去看看第五步的图。也可以看看
算法1、2中间的U2也可以换成旋转你的整个魔方180°,这样最后一个U2也不需要了。
就是这样,
第二种情况,你想让3个棱顺时针旋转。(概率1/3)
那么要把已经对好颜色的那条边放在右面。这时你会发现第二个图就是第一个图的对角线镜像。
所以就是第五步算法2+U2+算法1+U2
F U F' U F U2 F'
U2 R' U' R U' R' U'2 R
U2
第五步算法2
第五步算法1

或者,去掉中间的U2改成旋转整个魔方180°,
上面这个顺时针逆时针怎么摆先用哪个算法不用死记,死记也很难记,你只要注意:1. 第二、四步转顶面的方向就是顶面3个箭头的方向;2. 魔方开始摆放的方位会使你第一步总是"切开"那个对好的面,你就知道该先用那个算法,魔方怎么摆了。

概率1/12 概率1/6
如果你碰到了需要如上这样变的情况。其实很简单,你随便应用一遍上面顺时针或逆时针的算法,然后他就会变成顺时针或逆时针的情况了。
上面介绍的方法,虽然我们不用记新算法了,但是很长,需要16步,如果你愿意,可以再记一个算法。魔方

R2 U' F B' R2 F' B U' R2 R2 U F B' R2 F' B U R2

这两个算法互为顶面水平中线镜像。这样就简单一些了。
如果想让自己的魔方变得更酷,你可以再对自己的魔方稍加改变。

Rs2 Fs2 Us2 或者 (Rs Fs)3 Rs Us Fs Rs' Us2 (Fa Ra)3
其中Fs,Fs',Ra,Ra'这样的标记的意思是你像夹片一样的移动前后或左右两个面,s=slice,a=anti-slice,比如,
标记 Fs Fs' Ra Ra'

回答2:

如果要自己想公式,就要先练熟自己的基础(知道哪几部之后那些要变到哪里),如果不知道这个,自己没法创公式!因为在练熟基础后还要进行组合,要组合成一套公式很不容易呀!

回答3:

现在的魔方公式都是他们根据自己的经验总结的,现在玩魔方的基本上都是先按照魔方公式练习的。还没见过自己想出公式比魔方公式好用的,不过你也可以自己试试,呵呵·!~!~!

回答4:

那是一些反复失败,吸取错误总结而来的精华。经过了多多少少年流传下来的。
很难,确实很难。我也曾经自己总结过一套,三阶魔方使用面先法,但完成三面之后的另外三面有时需要运气,一旦碰到两棱翻就没辙了(当然现在是有两棱翻的公式的)。
就照我这种拼法,如果不断总结经验,步骤,净化,自己的方法用惯以后,也就成了公式。公式其实这样来的。