- 最后登录
- 2024-11-16
- 在线时间
- 3708 小时
- 阅读权限
- 20
- 注册时间
- 2005-12-22
- 积分
- 8045
- 帖子
- 3030
- 精华
- 81
- UID
- 4618
- 性别
- 男
- 积分
- 8045
- 帖子
- 3030
- 精华
- 81
- UID
- 4618
- 性别
- 男
|
本帖最后由 hubo5563 于 2013-2-13 12:30 编辑
一个无正常转动的魔方,转面五角化二十四面体魔方
该贴的图片是java动画,显示不出来的魔友请安装java运行环境
该魔方已经有实物了:
http://twistypuzzles.com/forum/viewtopic.php?f=15&t=24229
这个魔方由24个不等边五边形构成,它是转面的,但是除了Jumble转动外,无正常转动。也就是说,转动任何一面后,都将卡住一些面。但这个魔方转动是非常完美的,可以打乱。
显然,该魔方的所有转动构不成群,原因是没有一个公式能在所有状态下都能进行到底。
但是,保持原始形状不变的转动的全体将构成一个群。
那么,保持形状不变的所有状态数是多少?
首先,我们看这个魔方,它由6个四面角角块、24个长棱块、24个一面的三角形块、36个短棱块、32个三面角角块、24个五边形中心构成。
五边形中心是不会活动的,虽然可以转动,但形状不变时,每个面的中心方向是确定的,因此,中心状态是唯一的。
再看短棱块块,共36个短棱块,可以随意活动,并且有三循环公式:
三短棱轮换:
还有翻两棱公式:
因此,状态数至少是36!×2^36÷4;不知存在不存在独立的棱块对换,和单独翻一个棱,我估计不存在。
再看三面角角块,有32个这样的角块,可以任意活动并且也存在独立的三循环公式:
三面角三轮换:
还有两角翻公式:
角块翻转:
因此,状态数至少是32!×3^32÷6;不知存在不存在独立的棱块对换,和单独翻一个棱,我估计不存在。
再看具有一个面的三角形块,共有24个,也可以任意活动,存在独立的三循环公式:
中心三角块三轮换:
因此状态数是24!÷2,这个块没有独立的二对换操作。
再看长棱块,有24个长棱块,可以任意活动,并且存在独立的三循环公式:
三长棱轮换:
这个块有两个面,但每个位置,方向一定,不存在翻色操作,所以状态数至少是24!÷2,但是,存在不纯的两棱对换:
因此状态数就是24!。
再看四面角角块,共6个这样的角块,并且有三轮换公式存在:
方角块三轮换:
(UR';FU2;FR;UR;FR';FU'2;UR;FU2;UR';FU'2;u2;)4;
也有同时翻转两角的公式:
因此状态数是6!×4^6/8,因此,该魔方至少有
36!×2^36×32!×3^32×24!×24!×6!×4^6÷384种保持形状不变的状态数。
这个魔方可以按这样次序来复原它:
首先,回复形状,这个凭经验来复原;
再用长棱块的三轮换公式和不纯的对换公式来复原长棱块位置;
再用简单的操作复原棱块,不纯的短棱块很容易复原;
再利用三面角角块的三轮换公式来复原三面角角块;
再利用带四面角的小三角块的三轮换来复原小三角形块;
再利用四面角角块的三循环公式复原四面角位置;
最后,利用四面角角块旋转公式来转正四面角角块方向。
|
|