TPE Rubik's Cube

Tpe Rubik’s Cube

Histoire du Rubik’s Cube:

Le Rubik’s Cube fut inventé en 1974 par Ernő Rubik. Ernő Rubik est née pendant la Seconde Guerre Mondial à Budapest en Hongrie. Issue d’une famille modeste avec un père ingénieur et constructeur d’avion et une mère poète il suivit ces études à l’école supérieur hongroise des arts appliqués. Il finit par devenir architecte, puis devient professeur à l’école ou il a précédemment étudié. L'idée du Rubik's Cube lui vient lorsqu'il voulu créer un casse-tête pour ses élèves. Il lui fallu plus d'un mois pour trouver la solution de sa propre invention.

De nos jours il existe différent types de Rubik's Cube qui varient selon les formes, le nombres de pièces ou encore l'axe de rotation d'une face.

Speedcubing:

Le but d'une compétition de speedcubing est de résoudre le speedcubingle plus rapidement possible. Pour cette résolution chaque concurrent doit respecter des règles strictes. Chaque compétiteurs auront 15 secondes pour regarder le cube(mélangé de la même manière pour chacun) et élaborer leur algorithmes. Ce temps est appelé pré-inspection. Les compétiteurs posent leurs mains sur un chronomètre. Lorsqu'il décolle ses mains, le chronomètre ce déclenche et ils peuvent commencer à résoudre le Rubik's Cube. A la fin il repose ses mains et le chronomètre s'arrête. Le juge décide ensuite si cette résolution est validée ou pas. A la fin de la journée le classement ce fait à partir de la moyenne de trois de cinq temps d'un jouer. Feliks Zemdegs est un champion australien de Rubik's Cube. Il détient actuellement plusieurs records du monde et le titre de champion du monde pour la seconde fois. Il détient le record actuel avec un temps de 4.73 secondes pour la résolution du Rubik's Cube 3x3.

Structure du Rubik’s Cube:

le Rubik's Cube est constitué de 20 petits cubes simples et d'une pièce centrale et non pas de 27 cubes puisque un carré ne représente pas un cube et que le Rubik's Cube est composé de 3x3x3 carré soit un total de 27 carrée de différente couleurs.

Il y a donc 8 cubes «coin», 12 cubes «arrête» et 6 centres relier ensemble formant une croix. Un cube ne pourra jamais passer de «coin» à «arrête» ou a centre. Un centre possède un carré de couleur une arrête en possède deux et un coin en possède trois.

Revenons maintenant à la pièce centrale qui relie les six centres. Il est construit de telle manière que le centre jaune je pourrais jamais être opposé au centre blanc, le rouge au orange et le vert au bleu.

Chaque cube possède 6 faces et chacune des faces est composé de 9 carrés de couleurs.

Un cube possède 6 face et chaque face est divisée en 9 parties (attention 9 parties mai pas 9 pièces)

Il faut savoir qu'il est impossible de résoudre le rubik's cube en laissant:

- seulement un cube mal orienté

- 2 coins inversés

- 2 cubes côtés inversés

Il est possible de faire des mouvements sur 3 colonnes,3 lignes, et cela sur 3 niveaux.

D'une rotation de 90°, 180°, 270°, 360°, dans le sens normal ou inverse des aiguilles d'une montre .

Le Rubik’s Cube dans l’espace:

Ainsi chaque carré de couleur occupe une place spécifique lorsque le Rubik's Cube est résolu. De plus, lorsque l’on manipule le Rubik’s Cube, nous appelons «couronne» les 8 petits cubes qui tournent autour d’un centre fixe. Il y a donc 9 cubes sur chaque couronne. Si on prend en compte chaque axe de rotation, on dénombre 6 couronnes. Ainsi, un Rubik’s Cube possède 6 faces et 6 couronnes.Ces couronnes portent les noms «U» (Up) pour la couronne supérieure, «D» (Down) pour la couronne inférieure, «R» (Right) pour celle de droite, «L» (Left) pour celle de gauche, «F» (Front) pour celle de devant et enfin «B» (Back) pour celle de derrière. Il est à noter que pour utiliser ces notations, il est nécessaire, à chaque étape de la résolution, d’établir une orientation précise du Rubik’s Cube. Il faut également bien garder en tête, durant la résolution de chaque «couche», qu’on ne peut pas résoudre une face sans prendre en compte les autres. Autrement dit, si l’on veut former la face blanche, on ne pourra pas aligner les petits cubes blancs sans prendre en compte les couleurs de la deuxième couronne. Ainsi, il est établi que chaque petit cube occupe une place qui est déterminée par des coordonnées dans l’espace.

On prend en compte chacun des cubes formant le Rubik's Cube en les repérant dans l'espace en fonction de la forme (x;y;z). On oriente le Rubik’s Cube de telle sorte que la face blanche soit au-dessus (U) et la face bleue visible en face de nous (F). Ainsi la face de droite (R) sera de couleur orange, celle de gauche (L) rouge, celle située à l’arrière du cube (B) verte et enfin celle du dessous (D) sera de couleur jaune.

On va donc place le Rubik'sCube dans un repère, avec comme origine du repère la pièce centrale qui relie les 6 centres.

Chaque face sera notée F:

Cube

Coordonnées (x;y;z)

F1 face bleue avant

(1;0;0)

F2 face blanche dessus

(0;0;1)

F3 face verte arrière

(-1;0;0)

F4 face jaune dessous

(0;0;-1)

F5 face rouge gauche

(0;-1;0)

F6 face orange droite

(0;1;0)

Chaque coin sera noté C:

Cube

Coordonnées (x;y;z)

C1 : FLU

(1;-1;1)

C2

...