​ Isomorfismo em cubos mágicos

Isomorfismo é uma palavra difícil para dizer que duas coisas são iguais, apesar de não parecerem à primeira vista.
Isto é importante porque, se identificarmos isomorfismos, podemos aplicar soluções já conhecidas a novos problemas.

 

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O cubo mágico normal é assim: 3 x 3 x 3. 6 lados, cada lado com uma cor. Movimentos nos eixos Vertical, Horizontal e Lateral.
Este cubo estranho, que ganhei de presente do meu amigo Didiel Peça, pode parecer diferente:

 

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Mas olha só as semelhanças: 3 x 3 x 3. 6 lados, cada lado com uma cor. Movimentos nos eixos Vertical, Horizontal e Lateral. Se cada bolinha for equivalente a um cubículo, o método de resolução é exatamente o mesmo.
O movimento RD aplicado a ambos demonstra a semelhança.

 

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O cubo maçã é exatamente a mesma coisa. 3 x 3 x 3. 6 lados, cada lado com uma cor. Movimentos nos eixos Vertical, Horizontal e Lateral.

 

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O cubo estrela também é isomorfo ao cubo normal. Esta só tem uma diferença: a peça do meio tem orientação, ao passo que a no cubo comum a peça central é neutra.

 

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Movimento RD aplicado a ambos:

 

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O cubo assimétrico também é isomorfo, apesar de ser uma pouco mais difícil de enxergar.

 

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Ao invés de cores, o que muda são as formas: um pouco mais estreito ou comprido em cada dimensão. Mas cada cubículo tem exatamente o seu lugar e orientação no cubo resolvido.

 

Movimento RD aplicado ao cubo assimétrico. Aqui o desafio é saber qual a posição correta a que cada peça corresponde, e aplicar os mesmos algoritmos do cubo normal.
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Todos os cubos apresentados são iguais, ou isomorfos.

 

Não é necessário reinventar a roda. Basta reconhecer onde há uma roda.

 

 

Arnaldo Gunzi
Outros cubos:

X-Cube – Introdução

Como resolver o dodecaedro mágico? – Introdução

Poliedros mágicos

 

 

Brinquedo Novo

O cubo 7x7x7 é muito legal,

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Dá para criar alguns padrões bem bonitos.

Outros padrões:

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Dá muito trabalho escrever a metologia de solução, mas um dia vou fazê-lo.

 

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Dá até para escrever nele!

 

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Obs. Nota-se que não sou muito bom em fotos. Se alguém quiser me ajudar, agradeço,

 

Arnaldo.

Cubo X – Topo e laterais externas

No último capítulo do tutorial do X-Cube, chegamos ao cubo no formato em X.

 

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Anteriormente, foram apresentados a Introdução, Dissecação e Notação:

 

 

A ideia aqui é montar o cubo externo sem desmontar o formato em X. Primeiro, montar o topo e a lateral, e a seguir a base.
 


 

Parte A – Montar o topo

 

Na verdade, montar o topo do cubo externo não é um grande desafio. Basta fazer os movimentos r, l, f e b  combinados com a movimentação da última e/ou penúltima camadas. Fica como exercício para o leitor.

 

O cubo com o topo montado fica assim.

 

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Parte B: Montar a lateral

 

A ideia agora é montar a lateral externa sem desmontar o formato em X nem desmontar o topo.

 

Para tal, pode-se utilizar o “algoritmo lateral”, descrito a seguir.

 

Ele coloca a peça de edge do lado de  trás na lateral. As peças pintadas de cinza não interessam, neste momento.

 

Lembre-se da  Notação em que a letra em minúsculo refere-se ao cubo externo, e a letra em maiúsculo ao cubo interno.

 

MovTrocaLaterais.PNG

 

O irmão gêmeo simétrico é o movimento lateral à esquerda:

 

LateralEsquerda.PNG

 

Arrumando as laterais, fica assim:

 

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Basta aplicar sucessivamente este método, para todas as 8 peças laterais do  
cubo X.
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(Visão oposta do X-Cube)

 

Com isso, quase todo o cubo estará resolvido. Mas, por este método em camadas, a encrenca fica para o final: montar a base (a camada amarela). Isto fica para o próximo Post.

 

Arnaldo Gunzi
Fev 2016
 


Bônus: Padrãozinho legal

 

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Resolvendo o Cubo X interno

Introdução
Continuando os posts anteriores, Introdução, “Dissecação” e Notação,  a próxima etapa é a de colocar o X-Cube no formato original, sem se preocupar com as extensões do cubo externo.
Para isto, basta notar que o Cubo interno do Cubo X é igual ao cubo de Rubik 3x3x3. Só que, ao invés de olhar para as cores, vamos olhar para o formato das peças.
Basta entender a configuração das peças para tal. Vamos considerar as peças de canto como uma peça em “L”, contando as duas extensões dos dois lados adjacentes.
Pecas.PNG
As peças do meio mais a extensão são um “I”.
As peças centrais são fixas.

Procedimento
Começar com um cubo embaralhado.

1 – Resolver o topo de uma das cores amarelo ou branca
Pode-se começar fazendo a tradicional cruz (no caso, amarela).
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Depois completa-se o topo do cubo. Sempre é possível chegar a esta configuração, e é fácil, para quem conhece o cubo de Rubik normal.
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Visão oposta do cubo
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2 – Resolver a lateral
Consiste em utilizar a mesma técnica para preencher a lateral correta do Cubo de Rubik. Apenas deve-se notar que a peça em L deve estar na lateral, no lugar da peça em I.
Lateral1.PNG
Eu costumo usar o movimento (R’D) (RD) (R’D2) (RD’) (R’D’) (R) para preencher a lateral. Mas pode-se utilizar qualquer algoritmo que preencha as laterais.
Lateral2.PNG
Fazer o mesmo movimento para os quatro lados, desta forma arrumando a primeira e a segunda camada.
Imagem: primeira e segunda camadas corretas.

3 – Resolver a Base
Novamente, deve-se utilizar os mesmos algoritmos do cubo de Rubik. Um para rotacionar os cantos, as peças em L. E outro para rotacionar e transladar as peças em I.
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Para rotacionar os cantos, eu conto quantos giros de 90 graus devem ser dados. O movimento (R’D) (RD) (R’D2) (R) rotaciona três dos lados.
Com as peças de canto corretas, deve-se atacar as peças em I sem modificar as peças em L. Para posicionar as peças em I, uso dois algoritmos (e variantes simétricas no sentido oposto).
Algoritmo 1: (RL’) (FR’) (LD2)(RL’) (FR’L)
Algoritmo 2: (FL) (B’L’) (BF’) (DB) (D’B’)
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Pode-se utilizar o método preferido do cubo de Rubik para colocar o formato em X. Basta saber reconhecer o padrão de peças em “L” e em “I” e posicioná-los corretamente.
A aplicação destes métodos é suficiente para acertar o formato do cubo.
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Há um caso bizarro de paridade que merece ser mostrado. As vezes, acontece algo assim: somente uma peça “I” errada.
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Para consertar a paridade, basta trocar o sentido de algum dos cubos laterais e rearrumar o cubo.
Como eu disse, para resolver o Cubo X é necessário saber o cubo de Rubik, senão não tem como começar. Caso haja dificuldade em algum dos movimentos descritos, há vários tutoriais na internet que explicam o cubo de Rubik normal.
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Então, este foi o primeiro passo: Colocar o cubo no formato de X, alinhando o cubo interno, com movimentos idênticos ao do Rubik 3x3x3.
Nos próximos posts, serão apresentados métodos para arrumar o cubo externo.

 

 

Bônus: um padrãozinho legal:

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Basta fazer

(RL’ FB’ UD’ RL’)

(R’L UD’ FB’ R’L)

 

X-Cube – Metodologia Geral e Notação

Continuando os posts sobre o Cubo X: Introdução e “Dissecação”.

Primeiro, vamos chamar de “cubo interno” o cubo 3x3x3, sem as extensões dos lados. E vamos chamar de “cubo externo” o cubo com as extensões.

CuboInterno.PNG
Começando do cubo totalmente embaralhado, por exemplo assim:

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O método de solução consiste em:
1 – Colocar o cubo no formato correto

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2 – Arrumar o topo e as laterais do cubo externo

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3 – Arrumar a base do cubo externo

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Cada uma das etapas terá um post detalhado.

Como explicado no Dodecaedro mágico, a ideia é utilizar “padrões invariantes”. São movimentos que mantém igual a maior parte do cubo, alterando apenas uma ou duas faces.

Como é extremamente complexo resolver um cubo desses inteiro, a ideia é ir resolvendo por pedacinhos. Esses pedacinhos são os sub-grupos do grupo maior. No final das contas, resolver qualquer puzzle desses significa analisar e reconhecer padrões, só isso.


 

Notação para o cubo interno

A notação utilizada é mais ou menos igual ao do cubo normal.

Notação do cubo de Rubik. A diferença é que uso apóstrofe (‘) para indicar a inversa.

rubiks_moves.png

O Giro é sempre de 90 graus, no sentido horário.

Notação para o cubo Interno

A notação refere-se aos lados L (Left – Esquerda), R (Right – Direita), U (Upper – Acima), D (Down – Abaixo), F (Front – Frente), B (Back – Trás).
Quando se gira o lado, gira-se junto a “extensão”.

A notação com apóstrofe (‘) significa que o giro é no sentido anti-horário (ex. L’, R’, U’) e um número a seguir significa múltiplos do movimento (ex. R2, L2, F2).
A referência para as fotos abaixo é o lado branco para cima e o vermelho de frente.

L (Left – Esquerda),

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Note que um movimento L tira o formato em X, deixando numa configuração esquisita.

 

L’

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L2

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R (Right – Direita),

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U (Upper – Acima),

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D (Down – Abaixo),

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F (Front – Frente),

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B (Back – Trás).

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M (Meio no sentido de L).

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S (é o meio no sentido de F).

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Notação para o cubo Externo

 

É a mesma coisa, mas utilizando letras minúsculas. Gira-se somente a extensão.
Para os lados U e D, não existe extensão, então o movimento é o mesmo do cubo interno.

l (Left – Esquerda),

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r (Right – Direita),

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f (Front – Frente),

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b (Back – Trás).

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Cuidado para não confundir o movimento do cubo interno com o externo.


 

Os posts que virão explicarão como resolver o topo e as laterais, e por fim a base do cubo X.

 

Arnaldo Gunzi

Jan 2016


 

Bônus:
Um padrãozinho bonito para se fazer com o X-Cube.

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Basta fazer (M2 S2).

 

 

 

Dissecando o X-Cube

Continuando o post anterior sobre o Cubo X, Introdução ao X-Cube, este post mostrará um cubo desmontado.

Não era a minha intenção fazer isso, mas depois de ficar várias horas mexendo, o X-Cube desmontou na minha mão. Aproveitei para documentar. Quem é engenheiro, exatóide, gosta de ficar desmontado coisas para ver como funcionam – mesmo que às vezes não consiga montar de volta.

As peças centrais, que são invariantes aos movimentos, têm uma capinha da cor do lado. Tirando a capinha, aparece o parafuso.

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Visão do cubo sem a peça central e sem duas peças adjacentes.

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Detalhe da peça central, parafuso e capinha.

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Detalhe da peça central encaixada.

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Há um eixo central, onde ficam 6 peças parafusadas (uma para cada lado). Isto é exatamente igual ao Cubo de Rubik tradicional, o 3x3x3. O mecanismo é muito parecido, a diferença é que o Cubo X tem uns “extensores” que ligam as peças externas.

 

Note o mecanismo circular que permite que o mesmo gire.

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Todas as demais peças fora do eixo são inter travadas. Não tem parafuso, cola, nada, só o formato os segura (e por isso, se forçar eles se soltam).

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Detalhe do cubo X, retirando a primeira camada (branca) inteira.

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Peças da primeira camada, a Branca.

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As peças têm exatamente o mesmo tamanho do Rubik 3x3x3, certamente é porque os criadores do Cubo-X queriam aproveitar o máximo que podiam do cubo normal.

Cubo X montado.
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Uma forma de resolver o Cubo X é assim, desmontando e remontando. Algoritmo Força Bruta total. Mas esse não é um método muito elegante. Não é o espírito da coisa, além de dar um trabalhão.

Os posts que virão futuramente explicarão um método para resolver o Cubo X. A ideia é ajudar o leitor a não ser apenas um seguidor de algoritmos, mas a entender a lógica do que realmente acontece.

 

Arnaldo Gunzi

Jan 2016

Mapa do site

 

 

 

X-Cube – Introdução

Dentre os posts que fazem mais sucesso no Forgotten Lore, estão os dos poliedros mágicos e do dodecaedro mágico.

O X-Cube é um parente um pouco diferente dos cubos mágicos normais, e também acho mais difícil que o dodecaedro mágico. A cara do X-Cube é assim:

Xcube.PNG

 

O preço da Amazon é cerca de US$ 35. Mas o problema nem é o preço do produto. O frete é mais uma grana, e ainda a Amazon recolhe os impostos da aduana brasileira – a soma destes dá US$ 50. Ou seja, US$ 85, e com o dólar a 4 reais, R$ 340.  Não dá nem para brincar de cubo mágico no Brasil…

A minha sorte é que tinha um conhecido que estava vindo dos EUA. Fiz a encomenda, e salvei uns bons dólares com isto.


 

O X-Cube é assim. Isto pode girar para qualquer lado: direita, esquerda, em cima, embaixo, frente, trás – nos três eixos como o cubo mágico.

Os quadrados externos – fora do cubo normal – só podem girar se os 9 estiverem juntos. Darei mais detalhes depois.

 

Uma foto é do cubo virado ao contrário, para dar a visão dos 6 lados em duas fotos.

Este brinquedinho girado aleatoriamente fica assim, bem assustador:

 

 

 

Para resolver o X-Cube, é necessário ter conhecimento da solução do Cubo Mágico comum, o cubo 3x3x3. Senão, não dá nem para começar.

 

A ideia é utilizar os movimentos do Cubo 3x3x3 para resolver o cubo interno, e movimentos do dodecaedro mágico para resolver a parte externa do mesmo.

Seguindo a mesma ideia do dodecaedro, a minha solução não é a mais otimizada, nem muito elegante. É apenas uma solução possível. A ideia também é dar uma dica aos leitores interessados a entender a lógica por trás disto tudo – para uma introdução ler o post “criando a sua própria solução“.

Um X-Cube pode parecer assustador. Mas é formado de movimentos básicos também encontrados no cubo 3x3x3, e generalizações destes encontrados no dodecaedro. Também tem uns truques novos, mas a lógica de todos esses caras é muito parecida.

Como dá trabalho escrever, aos poucos vou publicando aqui neste espaço.

 

Índice do Cubo-X

 

Arnaldo Gunzi

Jan 2016


 

Link da Amazon.

via Amazon.com: The X-Cube: Toys & Games.

Dodecaedro Parte 5 – Criando o seu próprio método 

Menu da resolução do Dodecaedro Mágico.

 

Resolver o dodecaedro seguindo um procedimento é muito legal, mas criar o seu próprio método é muito mais divertido. E estas dicas servem para qualquer outro objeto desafiador correlado: o cubo 3x3x3, 4x4x4, 8x8x8, o Tuttminx, o icosaedro truncado, etc…

Vide alguns destes aparatos possíveis aqui.

TuttMinx

O ramo da matemática que engloba objetos como o cubo mágico e o dodecaedro mágico é a Teoria de Grupos. 

Estudar Teoria de Grupos não ajuda diretamente a resolver o cubo, mas ajuda a entender os seus limites: calcular número de  possibilidades, provar que algumas ideias são impossíveis. Também fornece ideias úteis.


Grupos se referem a padrões simétricos. Tudo o que tem padrão de simetria é um grupo.

E também, os movimentos do cubo são cíclicos, no sentido de que depois de um número suficiente de movimentos iguais, ele volta para onde começou. Por exemplo, o cubo simples.


Exercício 1: Girar o topo do cubo 4 vezes, sentido anti-horário. O cubo acaba na mesma posição inicial.


Exercício 2: Girar o topo do cubo no sentido anti-horário. Depois, o lado direito no sentido anti-horário. Depois topo do cubo no sentido anti-horário. Depois, o lado direito no sentido horário. URUR’ (Upper,Direita,Upper, Direita horário). Faça isto 5 vezes. O cubo deve acabar na mesma posição inicial.

Simulador de Rubik:

http://ruwix.com/online-rubiks-cube-solver-program/

URURl

Posição URUR’. Repetindo este mesmo movimento 5 vezes, o cubo vai parar na posição inicial.


Um movimento sempre tem o seu inverso, ou pode-se fazer o mesmo movimento várias vezes até voltar ao início (o complemento do movimento).

A informação mais útil é a de que o dodecaedro é um grupo, mas é formado de sub-grupos. Um sub-grupo está contido num grupo, e ele sozinho tem todas as características de um grupo. Cada face do dodecaedro, por exemplo, é um sub-grupo. A face de topo mais a face adjacente à direita é outro grupo, por exemplo.


Sub grupos

A grande sacada para entender o cubo é mapear padrões de sub-grupos. Como é difícil demais entender o dodecaedro inteiro (12 faces), vamos trabalhar com duas, no máximo três faces ao mesmo tempo, e manter as demais faces imóveis.

Um bom início para entender padrões é analisar alguns sub-grupos específicos. No cubo, mexer o lado direito e esquerdo ao mesmo tempo possibilita padrões bonitos, como o efeito de girar apenas o centro. Outro sub-grupo é o de girar as faces sempre 180 graus, ao invés de 90 graus. Também dá para inventar padrões bonitos.

Padrões invariantes

E o padrão que queremos descobrir não é qualquer padrão, e sim, padrões invariantes. Invariantes no sentido em que mexem alguma coisa de alguma face, mas não mudam nada a segunda ou terceira face afetada pelo movimento de sub-grupo.


Exercício 3: Usando o simulador de dodecaedro Ruwix, fazer o movimento 2 1 2′ 1 2 1′ 1’ 2’. Anotar os resultados.

movimento2_1

Note que: foram movimentadas apenas duas faces: 1 e 2. Apesar de bagunçar um monte de coisas, no final das contas apenas a camada do topo ficou mexida, o resto ficou inalterado.

Deve-se guardar o padrão obtido, para poder usar em algum movimento desejado.

Note também o padrão:

2 1 2′ 1 2 1′ 1’ 2’

Começa com 2 e termina com 2’. Depois começa com 1, e o penúltimo é 1’. É mais ou menos um padrão assim: mover, fazer alguma perturbação, depois voltar para a posição com o mínimo de bagunça possível.

Note o padrão: giro uma face, faço uma perturbação, e desgiro. Mudo sem tentar mudar uma das faces. E o resultado deste movimento pode ser útil ou não, ou pode inspirar outros resultados.

Movimentos que já existem no algoritmo do cubo podem ser testados e adaptados ao do dodecaedro. E vice-versa.


Exercício 4: Usando o simulador de dodecaedro Ruwix, fazer o movimento

Topo04

5 1 5’ 4’ 1’

4 5 1’ 5’ 1

Anotar os resultados.


Este movimento apresentado é o algoritmo X, já descrito anteriormente. Note: movimento que vai e volta, e o padrão apresentado está mapeado para ser utilizado de forma conveniente.

De novo: começa com 5, tem um equivalente 5’ no final. Depois, 1 com 1’, e 4 com 4’. Reconheço o padrão, e tento usar de forma conveniente depois.


De certa forma, resolver o dodecaedro é igual a resolver o cubo e qualquer outro brinquedo diabólico deste tipo. Receita:

1- Inventar uma notação conveniente para não se perder

2- Mexer com sub-grupos de duas ou três faces, a fim de encontrar padrões invariantes

3- Codificar e aplicar os padrões resultantes

4- Ir resolvendo o dodecaedro em camadas, até chegar ao final.


Não é fácil, mas também não é impossível. Perde-se um tempão analisando padrões, brincando com os movimentos. Mas, como todo desafio, a recompensa vem a cada novo passo, e completa-se quando o desafio é resolvido.

Há uma série de outros desafios: o cubo 4x4x4, 5x5x5, a pirâmide, o Tuttminx, o Cubo X.

Para simular os movimentos, é interessante começar do cubo montado, para facilitar o entendimento. É interessante ter um site como o Ruwix para simular os movimentos.

Obviamente, está não é a única metodologia apresentada, nem a melhor. Mas é certamente uma das poucas vezes em que alguém realmente explica como desenvolver o trabalho, ao invés de apenas fornecer algoritmos para serem seguidos.

Nos veremos novamente com o cubo X, ou com algum outro artefato do tipo.

Xcube2

Arnaldo Gunzi

out 2015

 


Veja também

 

Poliedros mágicos

Cubo-X

Dodecaedro mágico

Dodecaedro Parte 4 – Resolvendo o Topo

Menu da resolução do Dodecaedro Mágico.

Resolver o topo é a parte mais difícil do dodecaedro. Para quem não acompanhou os posts anteriores, resolvemos a base e os lados, chegando em algo assim.

Topo01

  1. Virar as peças de canto

A primeira coisa a fazer é com as peças de canto: colocar a “cor verde escura” para cima, ou seja, a cor equivalente à cor correta da peça central do dodecaedro. Não importa neste momento se vão estar na posição correta, importa apenas que estejam com o sentido para cima correto.

Topo02

Para tal, usaremos dois algoritmos: o X e o X2. Chamei com este nome porque o movimento me pareceu levemente a letra X. E a diferença entre estes dois movimentos é apenas o número de deslocamentos no topo, após o movimento de perturbação.

Topo03

Introduzindo uma nova notação. Vamos numerar as 5 peças de canto de 1 a 5, conforme a convenção a seguir. E chamaremos de R uma rotação desta peça, R2 duas rotações, T apenas translado sem rotação, e 0 se não acontece nada.

O Movimento X é o seguinte. Mantém as peças nas posições 2 e 5 inalteradas, e movimenta duas rotações na peça que vai para a posição 1, 1 rotação para a peça da posição 3, e translada a da posição 4.

Topo04

O movimento X2 é similar. Apenas muda um pouco o padrão de rotações.

Topo05

Para aplicar uma combinação de X e X2, deve-se analisar a paridade das rotações das peças de canto. Não há uma fórmula para isto, é da análise do problema. Mas a aplicação de X e X2 garante que todas as peças de canto estejam rotacionadas corretamente.

  1. Virar as peças laterais.

O próximo passo é virar todas as peças laterais na cor certa para cima, no caso da foto, a cor verde escura. Não importa neste momento se vão estar na posição correta, importa apenas que estejam com o sentido para cima correto.

Uma observação é a seguinte. Se eu aplicar três vezes seguidas o algoritmo X2, eu inverto todas as peças laterais exceto a da posição 4 (isto também é interessante para criar padrões bonitos).

O algoritmo X2 três vezes seguidas troca a posição de todas as laterais, exceto a da posição 4. Ou seja, a análise do que fazer vira um joguinho de paridade.

Topo06

Fazendo análise da paridade das peças e com a aplicação do algoritmo X2 como trocador de lados das laterais, é possível colocar todas as laterais para cima, por exemplo:

Topo07

  1. Posicionar as peças de canto.

O próximo passo é posicionar as peças de canto no lugar correto, sem bagunçar as camadas de baixo e sem desorientar as demais peças.

O Algoritmo P-P vai nos ajudar nisto. Chamei de P porque lembra vagamente a letra P.

Topo08

O algoritmo P-P mantém as peças das posições 1 e 2 no lugar, e troca as das outras posições.

Minha sugestão é ir girando o topo a aplicando o P-P com o objetivo de alinhar duas peças adjacentes.

Com duas peças adjacentes alinhadas, girar o topo para colocar as duas peças arrumadas nas posições 1 e 2. Depois, é só aplicar o P-P mais algumas vezes, e a posição dos cantos estará correta.

Topo09

  1. Arrumar as peças laterais.

Neste estágio, nota-se que as peças laterais podem estar trocadas. Precisamos de um movimento para trocar as laterais, sem bagunçar o resto.

Para tal, usamos o algoritmo Shift Lateral.

Topo10

Na verdade, o algoritmo Shift Lateral dá uma bagunçada. Para arrumar a bagunça, deve-se aplicar de novo o algoritmo P-P (em cima do lado 2_3).

Portanto, o algoritmo completo é Shift – P.

O que o Shift – P faz é trocar as laterais das posições 2, 3 e 4. De novo, análise de paridade para entender quais posições devem ser trocada, e aplicar o algoritmo.

O Shift – P é o passo final para montar o dodecaedro.

Dodecaedro montado:

IMG_2412

Dodecaedro visto de outra face.

IMG_2413

O dodecaedro não é fácil, mas com as dicas que foram passadas, dá para entender melhor o método de resolução e a lógica por trás disso tudo.

O próximo post será sobre como desenvolver padrões diferentes dos que foram mencionados aqui, sobre descobrir e aplicar padrões.

Arnaldo Gunzi

Out 2015

 


Veja também

 

Poliedros mágicos

Cubo-X

Dodecaedro mágico

Dodecaedro – Parte 3 – Resolvendo a Lateral

Menu da resolução do Dodecaedro Mágico.

Parte 3 – Resolvendo os lados.

Uma vez que a base esteja resolvida, vide post anterior, é hora de resolver os lados.

Lados01

A solução é feita por camadas. Primeiro, resolve-se a primeira camada mais próxima da base. Depois, subir camada por camada até chegar ao topo.

Lados02

Ache a peça que deve ficar na lateral. Deve-se colocar a peça na posição mostrada, sem desarrumar a base, e aplicar o “algoritmo lateral”. Na figura, a peça lateral amarela e laranja está posicionada para ir para a posição correta, após a aplicação do algoritmo lateral.

Lados03

Numeracao

A única diferença do algoritmo lateral apresentado e a aplicação na base é que o dodecaedro está de cabeça para baixo, mas isto não muda a essência do método.

Lados04

Fazer o mesmo para os cinco lados. Pode ser necessário o uso do “algoritmo lateral à esquerda”, que é a mesma coisa, porém no sentido contrário.

Lados05

Foto de uma camada pronta

Olhando bem para o dodecaedro, temos 5 peças de canto centrais mais para cima e 5 mais para baixo.  A ideia é resolver primeiro a camada dos cinco mais próximos da base. Aqui, basta localizar e posicionar, tomando o cuidado de não desarrumar o que já está montado.

Com a peça da camada central posicionada, a ideia é aplicar novamente o algoritmo lateral para posicionar as peças laterais. Para evitar alguma confusão e desarrumado outras peças, o ideal é utilizar a camada de topo para fazer a troca de peças. Ou seja, giro a peça de canto do lado que estou querendo resolver, para conseguir usar o topo como espaço de troca.

De vez em quando, é preciso usar o algoritmo lateral apenas para “desalojar” uma peça lateral que esteja travada em uma posição. Em outras palavras, aplico o algoritmo lateral para colocar retirar a peça lateral que tenho numa posição sem desarrumar uma estrutura já montada.

Lados07

Foto após arrumar a peça de canto e peças laterais da da primeira camada

Agora, a ideia é arrumar a segunda camada central.

Deve-se identificar e posicionar a  peça de canto correspondente e colocar a peça no seu lugar:

Lados08

Para tal, talvez haja a necessidade de girar uma peça.

Por exemplo, a orientação da peça está errada. Utilizando um outro lado como apoio, consigo girar a peça para a orientação correta.

Lados09

Lados10

Lados11

Aplicando o truque de girar as peças, dá para preencher a segunda camada central.

Lados12

A esta altura, já resolvemos mais de 50% do dodecaedro

Lados13

Virando o dodecaedro de cabeça para baixo, ainda tem uma camada de peças laterais. Deve-se arrumar as laterais de novo com o algoritmo lateral.

Apenas com a aplicação seguida do algorimo lateral e do posicionamento das peças de canto (e com um certo trabalho) é possível resolver todas as laterais do Megaminx, deixando apenas o topo para ser resolvido no final.

Lados14

Em resumo, para resolver o cubo até aqui só usamos dois algoritmos: o Canto-Base  e o algoritmo Lateral.

A próxima etapa será a resolução do topo, que embora tenha bem menos peças que o resto do dodecaedro, é a parte mais difícil.

Arnaldo Gunzi

Out 2015

 


Veja também

 

Poliedros mágicos

Cubo-X

Dodecaedro mágico

Dodecaedro – Parte 2 – Resolvendo a Base

<a href=”https://ideiasesquecidas.wordpress.com/2015/10/18/como-resolver-o-dodecaedro-magico-introducao/&#8221; target=”_blank”>Menu da resolução do Dodecaedro Mágico.</a>

Vamos resolver apenas um dos lados do dodecaedro, que vamos chamar de Base. Resolver a Base é o passo mais simples, por ter mais graus de liberdade.

Recomendo que o leitor tente fazer por si só, com certeza é mais divertido.

BaseTopo

Fiquei em dúvida se colocaria a resposta. Mas, lembrei que uma vez fiquei frustrado por não ter respostas úteis. Estava estudando Álgebra Linear, e tinha um problema difícil, dividido em três perguntas. E as respostas, no final do livro, eram a) Fica como desafio para o leitor, b) É óbvio, c) Decorre de a e b.

Portanto, vou colocar a solução aqui.


Começamos com um dodecaedro suficientemente embaralhado, como o seguinte.

IMG_2368


1) Arrumar as peças laterais da base.

Deve-se pegar uma lateral como alvo, e identificar qual a peça que deve ser encaixada nela. A referência para identificação são as peças centrais. Como elas não se movem, elas são a chave para resolver.

Digamos que  o lado verde claro seja a base. Um dos vizinhos dela é o lado laranja. Portanto, deve-se procurar a peça lateral verde clara e laranja, e encaixá-la em sua posição correta: com a face verde-clara voltada para o centro da mesma cor, e com a face laranja voltada para o centro laranja. Não há um algoritmo preciso para isto, mas é simples.

PeçaLateral

Após fazer isto para todas as peças laterais, tem-se algo como a figura a seguir.

IMG_2370

Na Figura: Todas as peças laterais da base arrumadas


2) Arrumar as peças de canto da base.

Para tal, deve-se usar o “algoritmo canto base”. Aproveitando para acostumar o leitor aos algoritmos.

Algortimo Canto-Base

Partindo do dodecaedro projetado, vamos utilizar a notação descrita anteriormente (aqui).

RuwixOriginal

Numeracao

Se girar a face 6 no sentido anti-horário, depois a face 12 no horário, depois a 6 no sentido horário, vamos projetar a peça de canto cinza-ouro-rosa na face alvo. É importante entender o padrão, e a partir disto reconhecer e aplicar os padrões.

Alg_CantoBase

Deve-se primeiro identificar a peça que quero arrumar. Como é uma peça de canto, ela tem três cores, correspondentes às três faces em que ela pertence. Colocar a peça de canto na posição em que, aplicado algoritmo canto-base, ele vai para a posição correta.

Alg_cantobase2

Deve-se colocar a peça de canto aqui. E depois executar o algoritmo, chegando-se ao resultado:

IMG_2372

Todos os algoritmos apresentados têm o seu irmão gêmeo, que é a mesma coisa, mas com a orientação trocada. Ou seja, ao invés de girar um para direita, gira-se um para esquerda. Ao invés de começar com a face da direita, começar com a face da esquerda.

Este algoritmo canto base, ou a sua versão espelhada, aplicado nas 5 peças de canto, é suficiente para resolver a primeira face do dodecaedro, a base. O resultado é algo assim.

IMG_2373


E temos uma face do dodecaedro!

IMG_2374

Os próximos posts serão para resolver as laterais e o topo. Mas já dá para treinar o apredizado aqui por um tempo.

Arnaldo Gunzi

Outubro 2015

 


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Dodecaedro – Parte 1 – Notação

Menu da resolução do Dodecaedro Mágico.

 

Notação

A notação dos movimentos é igual ao do site Ruwix: http://ruwix.com/online-puzzle-simulators/megaminx-simulator.php

Cada face do dodecaedro é numerada de 1 a 12.

Numeracao

Ruwix

O movimento 1 significa girar a face 1 no sentido horário.

1Horario

O movimento 1′ significa girar a face 1 no sentido anti-horário.

Para as outras faces, a notação é análoga.

 


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