四阶魔方

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三阶魔方https://blog.csdn.net/nameofcsdn/article/details/103885148

二阶魔方https://blog.csdn.net/nameofcsdn/article/details/103929944

一,四阶魔方

二,四阶魔方与三阶魔方的关系:

包括四阶魔方在内的所有n(n>3)阶魔方,都可以采用降阶法,

降阶法简单地说,分为两大步:

(1)采用分块的方法,把n阶魔方化为三阶魔方,n拆分为1、n-2、1

(2)按照三阶魔方的方式复原

三,四阶魔方的定位

在《二阶魔方》一文中,我提到,大家都公认,

以任意一个角块为基准,都可以确定另外七个角块的位置和方向,即确定了整个魔方的颜色。

实际上,对于任意阶魔方都同理,整个魔方的颜色是固定的。

四,四阶魔方的降阶

四阶魔方的降阶分为棱块合并和中心合并两步

1,棱块合并

四阶魔方有24个棱块,两两合并变成12个棱块。

思考问题一:对于每一组2个棱块,2个面的颜色相同,那么是否可区分?结合方式是否唯一?

答案很明显,2个棱块可以轻易地区分,结合方式也是唯一的

2,中心块合并

四阶魔方有24个棱块,合并为6组,每组4个中心块。

思考问题二:对于每一组4个中心块,是否可区分?结合方式是否唯一?

答案也很明显,4个中心块的任意2个都无法直接区分,结合方式也不唯一。

也就是说,在满足8个角块的位置和方向正确的条件下,4个中心块可以有4!= 24种位置。

思考问题三:4个中心块的任意结合方式,是否都正确?

不难发现,只要中心块都对了,四阶魔方降阶之后就能直接复原。否则,一定是中心块不对。

这是四阶魔方的核心问题,与四阶魔方最后能否直接复原有直接对应关系。具体是怎么对应的,需要强制区分4个中心块,观察最后的规律。

五,四阶魔方降阶之后的复原

在《三阶魔方》一文中,我提到如果将魔方拆开,随机拼起来,按照层先法复原,七步分别为:做好底层十字、调整底面角块、复原中层棱块、做好顶面十字、顶角归位、调整顶角位置、调整顶棱位置。每一步能成功的概率依次是1,1,1,1/2,1/3,1,1/2。

同样地,对于四阶魔方,第1,2,3,6步也是一定没问题的,而第5步顶角归位显然也是没问题的。

对于第4,7步:做好顶面十字、调整顶棱位置,就不一定能成功了。

我猜测,成功概率都是1/2。

待更新,待添加内容:

(1)第4,7步:做好顶面十字、调整顶棱位置,各自成功的概率

(2)第4,7步是独立的还是有关的,是否必定同时出现或者必定不同时出现

(3)研究中心块的位置,解释上面2个问题

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