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  • 1 # 丶便是晴天ai

    可以用數學完美表達和解密的

    首先,我們對三階魔方要有基本的認識:

    1、每2個角塊無法單獨互換;

    2、每2個稜塊無法單獨互換;

    3、每1個角塊無法單獨換色;

    4、每1個稜塊無法單獨換色。

    關於三階魔方的總變化數:

    網上廣為流傳的公式:(8!x38x12!x212)/(2x2x3)=43,252,003,274,489,856,000

    修正後的公式:見圖。

    對於三階魔方的總變化數,從網上廣為流傳的公式中我們可以看到,8!包含了所有角塊的全排列,12!包含了所有稜塊的全排列,而公式中簡單的除以2無法說明角塊和稜塊均無法單獨互換的情況。38包含了所有角塊顏色的互換,如果簡單地除以3,無法說明角塊顏色無法單獨互換的情況;同樣,212包含了所有稜塊顏色的互換,公式簡單地除以2,也無法說明稜塊無法單獨互換顏色的情況。

    因此,這個公式是錯誤的,正確的應該是修改後的公式。

    1、對8個角塊而言,每兩個不能單獨互換,數學表達應該是(8-1)!

    2、對12個稜塊而言,每兩個不能單獨互換,數學表達應該是(12-1)!

    網上流傳的公式,沒有考慮每2個角塊(稜塊)互換可以連帶2個稜塊(角塊)的互換,這種情況的數學表達是:P(8,2)和P(12,2)的乘積。

    另外,網上廣為流傳的公式中對角塊和稜塊顏色不能單獨互換的情況只簡單地除以3和除以2,這是不正確的。魔方共有8個角塊和12個稜塊,每一個角塊和稜塊都無法單獨換色,因此,角塊總變化數量應該除以(3*8),稜塊總變化數量應該除以(3*12)。

    該公式的結論是三階魔方的總變化數約為2.3億億,與原先的4.3*1019有很大差距。

  • 2 # 陌年7349

    萬物皆可數學,數學建模瞭解一下。魔方這個東西我也會玩一點,這個是有公式在裡面的,不然的話沒有相關演算法,魔方機械臂有怎麼能做出來呢?

  • 3 # 科技每日聊

    可以的。1974年,匈牙利布達佩斯建築學院的魯比克教授為了鍛鍊學生的空間想象能力,發明了魔方。經過數十年的演變,魔方有了很多的變形和玩法。

    數學方法可以描述魔方變換的很多方面,包括魔方的變換數、魔方的變換方式、魔方的變換面色的分配等等。這裡以變換數為例進行說明。

    這裡先給出求n階魔方變換數的公式①:

    這個公式看似複雜,其實要想弄明白也不難。我們只需清楚二階、三階的推導過程,然後運用相同的方法推出高階魔方的變換數公式,推而廣之,最後得出任意階的公式。

    推導之前,我們應該先知道魔方中角塊、翼稜組、中心組的位置(如圖)

    二階魔方變換數量N2。

    N2=7!*3^6

    我們知道只要確定了前七個角塊的位置,第七個的位置就是固定的,所以只剩下七個角塊做全排列(7!),每個角塊有三個面,做全排列的七個角塊中只有前六個的面的方向可以自由選擇,則有3^6,最後乘法原理。

    三階魔方變換數量N3.

    N3=8!*3的7次方*12!*2的10次方

    三階魔方八個角塊互不影響,全排列(8!),其中前七個的面的方向自由選擇(3^7);三階魔方還有12個稜,全排列(12!),每個稜兩個面,且前11個的面的方向自由選擇(2^11),但為什麼公式中是2^10呢?這是因為我們在做全排列時,默認了稜之間沒有約束,事實上,當任意兩個稜的位置確定了,其餘的也就確定了。因此有:

    8!*3^7*12!*2^10=8!*3^7*(12!*2^11)/2

    對於6階的,我們令2K=6,則根據公式①,可整理出如下公式:

    N2K=N2*(24!/4!^6)^[(K-1)]^2*(24!)^(k-1)

    六階魔方中有24組翼稜,全排24!,2K階魔方一個翼稜有K-1個翼稜組,則有(24!)^(K-1),接下來就是中心組了,6個面共24箇中心塊,全排,但中心塊不影響魔方的狀態,共六個面,所以有(24!/4!^6),那2K階,一組中心組中有(K-1)^2種中心塊,所以指數為(K-1)^2

    對於奇數階的,形式上只有中心組不同,這裡給出公式(令n=2k+1):

    N2K+1=N3*(24!/4!^6)^[K(K-1)]*(24!)^(K-1)

    在此我就不推了。

    以上就是在用數學方法描述魔方的變換。

  • 4 # 老金頭100

    還原魔方不用公式也不用計算,只是每一層每一步都有固定的擰法,最好讓別人指點一下,自己琢磨不太容易,比如最後一層,不管怎麼擰,都要保證上兩層不亂的原則,比如有一個口決是:上左下右下順上逆,這樣擰完上兩層肯定不亂,只有最後一層有變化,口決你還以自己琢磨

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