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标题: “魔方循环理论”演示专贴 [打印本页]

作者: ggglgq    时间: 2005-5-16 12:40:06     标题: “魔方循环理论”演示专贴


为了使广大魔友更好地理解并演示“魔方循环理论”,特开此“演示专贴”,
对“魔方循环理论”感兴趣的魔友,可以在此演练。



作者: ggglgq    时间: 2005-5-16 15:59:17

我就这两天的新贴“二维魔方”简单说说吧,其他魔方的“循环理论”
还是留给大家演示吧。
以下是引用cube_master在2005-1-26 13:18:01的发言:
大家都在玩三维的魔方,有没有兴趣试试这个二维的魔方呢?有兴趣可到下面地址下载
                  
                        二维魔方.rar    
  
以下是引用noski在2005-5-15 1:12:25的发言:
到最后一般都是只有两个块是反的, 解法以下面这种情况为例(15块和16块反序), 其它情况都有类似的方法.
[a]
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
13 14 16 15 [d]
[c]
解法: abcddabcb






请大家用下面这个图片演示:




[ 本帖最后由 ggglgq 于 2009-5-21 17:01 编辑 ]
作者: ggglgq    时间: 2005-5-16 16:40:43


利用 noski 先生的公式,可以得到“二维魔方”的一个循环变换
abcddabcbabcddabcb
循环变换的首尾无关性请大家自行验证



作者: ggglgq    时间: 2005-5-16 16:52:37


下面看看 noski 先生的循环公式。

没想到这两个公式的结果竟然相同。[em07]
作者: ggglgq    时间: 2005-5-16 17:14:03


可以看的出, noski 先生的循环公式中的每个公式交换且仅交换
两个小块的位置!

这是循环公式特有的特性:






作者: ggglgq    时间: 2005-5-16 17:26:02


最后两个公式的结果也相同。

请大家不妨再把 b-d 的位置移到中间再试试!

各位魔友可以借鉴上面的模式,再试试其他魔方的循环变换及其
循环公式。


作者: ggglgq    时间: 2005-5-16 18:58:00


回顾正六面体三阶魔方“循环变换”。
以下是引用宇宙飞碟在2004-5-25 8:20:50的发言:
有关循环变换

下面我给出我所知道的几个长度的循环变换:

长度最少的循环变换 [长度为 4 ] :

value="R1R1R1R1"


长度为 八 的循环变换 :

value="R1L1R1L1R1L1R1L1"


长度为 十二 的循环变换 :

value="B1U1B3R3U1R3F1R1F3U3R1U3"


长度为 十四 的循环变换 :

value="R1F1D1F3D3R3U1R1D1F1D3F3R3U3"


长度为 十六 的循环变换 :

value="F3L3F1R1F3L1F1L1U1L3U3R3U1L1U3L3"




经验证:
VALUE="L1R3F1F1B1B1L1R3D1L1R3F1F1B1B1L1R3U3"
是一个步长为 18循环变换



VALUE="L1R3F1F1B1B1L1R3D1L1R3F1F1B1B1L1R3U3"

作者: ggglgq    时间: 2005-5-16 19:05:43


链接正六面体三阶魔方“循环公式”。
作者: ggglgq    时间: 2005-5-16 19:20:45


回顾正六面体三阶与五阶魔方“循环变换”


有关“循环变换”的移植问题(xinru 问题)的思考


多谢 xinru 先生提出的“循环变换”的移植问题,这个问题我曾经考虑过一段时间。
我原本想把这一问题留给大家去做进一步的思考,希望出现更多的诸如“大烟头 公式”、
“xinru 问题” 等等,这肯定比直接给出个别结论要好得多!
不过,考虑到大家对“循环变换”问题不是很了解,还是先由我给大家提供些线索及
思路,然后大家再集思广益吧。
1.在五阶魔方中间用是“循环变换”的,在三阶魔方中却不是“循环变换”:
同以前的角公式在五阶魔方中间用:

以下是引用ggglgq在2004-12-17 18:10:35的发言:


呵呵,cube_master 的 10、11、12 楼几个角公式在五阶魔方中全是严格的“循环变换”!!!
说明 cube_master 运用“循环变换”厉害呀!
下面仅举 cube_master 的 11、12 楼两例说明(以方便读者阅读浏览):









  
  
  





  
  
  







真是奇特有趣,这到底是怎么一回事呢?欢迎广大魔方爱好者讨论解答!







以下是引用cube_master在2004-12-16 13:17:27的发言:




  
  
  




  
  
  








2.在三阶魔方中是“循环变换”的,在五阶魔方中间用却不是“循环变换”:





  
  




  
  





3.下面再给出一个在五阶魔方中间用是“广义循环变换”,但在三阶魔方中却不是
“广义循环变换”,反之亦然。那么下面的这个在五阶魔方中间用是“广义循环变换”的
长度是多少呢?不妨请大家数数看:





  
  




  
  



作者: noski    时间: 2005-5-18 10:19:20

加油,ggglqg,你的理论又前进了一步[em17]


作者: ggglgq    时间: 2005-5-18 12:30:30

以下是引用noski在2005-5-18 10:19:20的发言:

加油,ggglqg,你的理论又前进了一步[em17]


呵呵,谢谢 noski 先生赞美。我现在只想在大家给的魔方公式基础上推广
我的理论,这样大家更容易理解接受《循环变换》!在此特别感谢你给的公式呀!


作者: ggglgq    时间: 2005-5-18 12:48:11

以下是引用ggglgq在2004-6-3 14:33:33的发言:

2.魔方循环变换的定义:
对于有效变换 A ,如果 A = 1 ,并且 any(circle0(A),half(A))
最少步变换,则称变换 A 为循环变换。记作:
循环变换 A 或 circle(A)





请广大魔友在发有关各类魔方“循环变换”演示贴时,要先按照“循环变换”
定义验证是否是“循环变换”。目前“循环变换”有两个主要误区:

1.认为 循环周期是 1 的公式称为“循环变换”;

2.认为 循环周期大于 1 的公式只能构成“广义循环变换”。

下面就这两问题举出反例。

  
  
    如:任意长度大于 30(较大的数字),循环周期是 1 的公式都非“循环变换”;
  
而虽然 R 的循环周期是 4 ,但 R4 却是“循环变换”!  
  
  
    
  
  
  

[ 本帖最后由 ggglgq 于 2009-5-21 12:25 编辑 ]
作者: ggglgq    时间: 2005-5-21 12:50:41


请 乌木 先生对比参考这两个公式, bcddabcba 与 cddabcbab 有如下关系:

cddabcbab = (-b) bcddabcba (b)

(-b) b 相互抵消。而( (-b) + 公式 + b )的方法是在魔方中经常用的“共轭”
技巧。

其他公式同样方法理解,请 乌木 先生再试试。

请 乌木 先生再参考:“循环公式”有关“正六面体三阶魔方共轭”的相应内容
加以理解。


作者: 乌木    时间: 2005-5-23 14:39:39

1、(-b) + 公式 + b ,这“公式”的头应为b;若一公式的头是x,则其共轭为(-x)+公式+(x),对吗?
2、那么,我是问,二维魔方中为何有的共轭公式结果一样,有的不一样?


作者: ggglgq    时间: 2005-5-25 08:37:01


( (-b) + 公式 + b )的方法是在魔方中经常用的“共轭”技巧。其中对“公式”
形式不做任何要求。
而循环公式恰好利用“公式的头为 b ”使得“ (-b) b 相互抵消”。


为什么在二维魔方中“循环公式” abcddabcb 的结果有的一样,有的不一样,请看:

[a]
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
13 14 15 16 [d]
[c]

请注意: 公式 abcddabcb 的结果只把 b-d 行 13 14 15 16 变成 13 14 16 15 。



因为 abcddabcb 并未影响 a-c 列的数字位置( 16 15 不在 a-c 列 ),因此

abcddabcb 与 (-a) abcddabcb a = bcddabcb a 结果一样。

即:因为( 16 15 不在 a-c 列 ),所以 (-a) + 公式 + a 不影响结果!



但 bcddabcba 变为 cddabcbab 就不同了( 16 15 恰在 b-d 行 ),

cddabcbab = (-b) bcddabcba b ,下面分解这三步曲,请乌木先生仔细看:

相当与先把 13 14 15 16 经过 (-b) 变为 16 13 14 15
然后经过 bcddabcba 把 16 13 14 15 变为 16 13 15 14
最后把 16 13 15 14 经过 b 变成 13 15 14 16

正是因为 (-b) + 公式 + b 影响了 b-d 行,所以 bcddabcba 与 cddabcbab 就不一样了!

即:因为( 16 15 恰在 b-d 行 ),所以 (-b) + 公式 + b 导致了结果不一样!


作者: ggglgq    时间: 2005-5-31 09:28:26

我构造的 2×2 平面魔方“循环变换球面网”



2×2 平面魔方有 4 种操作 U 、 D 、 L 、 R 。 2×2 平面魔方的“循环变换球面网”
为“正八面体的循环变换球面网”(如图)。

请各位魔友注意,图中 A --> B 箭头表示:从 A 到 B 但还需要整体旋转后才能得到 B 。
图中不带箭头的可以互相转换;但带箭头的是不能互相转换的,转换后还需整体旋转。

我们不妨分别用 U 、 U+ 、 U2 、 U- 表示(D 、 L 、 R 操作同理):
U 表示操作 U 后不需要再做整体旋转;
U+ 表示操作 U 后再做顺时针整体旋转;
U2 表示操作 U 后再做整体旋转 180 度;
U- 表示操作 U 后再做逆时针整体旋转。


由 2×2 平面魔方“正八面体的循环变换球面网”可以得出, 2×2 平面魔方“循环变换”
只有三种:

1. 步长为 2 的循环变换:如 U U (两点式圆)

2. 步长为 3 的循环变换:如 D R U- (正三角圆)

3. 步长为 4 的循环变换:如 D U D U (正方形圆)


其他的封闭多边形均是“广义循环变换”,当然可以构造出 N 阶(即周期为 N )算子循环
变换。请感兴趣的魔友自己试试!

由 2×2 平面魔方“正八面体的循环变换球面网”可以得出,2×2 平面魔方总状态数只有 6 个
(经过整体旋转后相同的为同一状态)。最小循环变换为 2 个步长,最大循环变换为 4 个步长。

由最大循环变换为 4 个步长立即得到: 2×2 平面魔方
最远状态的最少步只有 2 个步长
。[em07]
(即得 2×2 平面魔方任意两个状态之间最多需要 2 步),
比如: D U 就是 2×2 平面魔方的一个最远状态!




作者: ggglgq    时间: 2005-5-31 09:32:58


由 2×2 平面魔方“正八面体的循环变换球面网”可以得出, 2×2 平面魔方“循环变换”
只有三种,大家可以自行演示下面的“循环变换”:

1. 步长为 2 的循环变换:如 U U (两点式圆)

2. 步长为 3 的循环变换:如 D R U- (正三角圆)

3. 步长为 4 的循环变换:如 D U D U (正方形圆)


下面再给出一个奇特的 2×2 平面魔方的“广义循环变换”: D R D+ D L- R 。

如图, D R D+ D L- R 是从“上面的魔方”按箭头所示方向走又回到“上面的魔方”。


当然,这个“广义循环变换” D R D+ D L- R 可以从任意起点出发都可以回到起点。


作者: ggglgq    时间: 2005-5-31 09:43:13


以下是引用ggglgq在2004-8-20 8:51:30的发言:


问题:某一魔方“傻瓜转法”旋转的最少步数为多少 ? 现给出一个带有理想
色彩的猜想答案:魔方“傻瓜转法”旋转的最少步数它的所有的状态数

比如:正六面体的三阶魔方有 4.325200 E+19 种不同状态的图案,猜想:它的
“傻瓜转法”旋转的最少步数为 4.325200 E+19 ;
又如:正十二面体的五魔方有 1.006696 E+68 种不同状态的图案,猜想:它的
“傻瓜转法”旋转的最少步数为 1.006696 E+68 ;




由这个奇特的 2×2 平面魔方的“广义循环变换” D R D+ D L- R 得知:
这个“广义循环变换” D R D+ D L- R 是 2×2 平面魔方的一个“傻瓜遍历”。


[此贴子已经被作者于2005-6-5 9:00:51编辑过]


作者: 臭虫    时间: 2005-8-27 13:12:55

研究魔方的循环理论有助于理解公式的本质,本人设想过无招胜有招的公式的存在可能的,就是公式的公式,只是太复杂了

[em06][em06]
作者: ggglgq    时间: 2005-12-15 21:23:43


呵呵,在 正六面体五阶以上的魔方中存在长度为 十 的循环变换!演示一下。



作者: 溪风    时间: 2008-8-10 00:28:04

高深的东西呀。学吧!!!!!!!!!!!!!!!!
作者: 乌木    时间: 2009-5-13 17:40:20

2楼的下载失效了,我把以前下载的上传于此:

                二维魔方.rar (20.53 KB, 下载次数: 93)

打开后即可实验前面g老师说的许多东西了。

附件: 二维魔方.rar (2009-5-13 17:40:20, 20.53 KB) / 下载次数 93
http://bbs.mf8-china.com/forum.php?mod=attachment&aid=NTAyNzZ8MjY1ODQzMDV8MTcxNTAzNDc1NHwwfDA%3D
作者: yq_118    时间: 2009-5-13 22:39:55

魔方有二维的?
我想要4维的,不知道能不能设计出来。
作者: 乌木    时间: 2009-5-14 00:01:21     标题: 回复 23# 的帖子

请看:http://bbs.mf8-china.com/viewthr ... ghlight=&page=1
作者: 371298247    时间: 2009-5-16 14:39:18

顶起~~~~~~~~
作者: ggglgq    时间: 2009-5-21 12:26:46

  
  
  
    感谢 乌木 先生提供的“二维魔方”软件! 文中提到的“共轭”和论坛中有时
  
提到的“相似变换”是一回事!
  
  
  
  
作者: ggglgq    时间: 2009-7-25 03:09:01

  
  
  
      请大家参考  【東方】有关1*3*3的最远步数,平均还原步数,全部状态数。。。
  
      http://bbs.mf8-china.com/viewthread.php?tid=32990&extra=page%3D1&page=3
  
后面的 循环变换、循环公式 的应用!
  
  
  
  
  
  
作者: lppooppoo    时间: 2009-9-5 20:37:35     标题: 关于循环变换

其实所有变换在延长到一定周期和循环节后都是6的背书。这个事可以用周期函数和立方体性质推导的




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