研究性学习报告 魔方.docx

研究性学习报告魔方

第一篇：研究性学习报告魔方研究性学习报告魔方魔方（英语：Rubik'sCube,原名MagicCube），在台湾称为魔术方块，在香港称为扭计骰，是匈牙利建筑学教授和雕塑家厄尔诺·鲁比克（ErnőRubik），于1974年发明的机械益智玩具。自发明来，魔方在全世界已经售出了约1亿多只。魔方与中国的华容道、法国的单身贵族（独立钻石棋）同被称谓智力游戏界的三大不可思议。当初厄尔诺·鲁比克(Ern.Rubik)教授发明魔方，仅仅是作为一种帮助学生增强空间思维能力的教学工具。但要使那些小方块可以随意转动而不散开，不仅是个机械难题，这牵涉到木制的轴心，座和榫头等。直到魔方在手时，他将魔方转了几下后，才发现如何把混乱的颜色方块复原竟是个有趣而且困难的问题。鲁比克就决心大量生产这种玩具。魔方发明后不久就风靡世界，人们发现这个小方块组成的玩意实在是奥妙无穷。中心块（6个）：中心块与中心轴连接在一起，但可以顺着轴的方向自由的转动。中心块的表面为正方形，结构略呈长方体，但长方体内侧并非平面，另外中心还有一个圆柱体连接至中心轴。从侧面看，中心块的内侧会有一个圆弧状的凹槽，组合后，中心块和边块上的凹槽可组成一个圆形。旋转时，边块和角块会沿着凹槽滑动。棱块（12个）：棱块的表面是两个正方形，结构类似一个长方体从立方体的一个边凸出来，这样的结构可以让棱块嵌在两个中心块之间。长方体表面上的弧度与中心块上的弧度相同，可以沿着滑动。立方体的内侧有缺角，组合后，中心块和棱块上的凹槽可组成一个圆形。旋转时，棱块和角块会沿着凹槽滑动。另外，这个缺角还被用来固定角块。角块（8个）：角块的表面是三个正方形，结构类似一个小立方体从立方体的一个边凸出来，这样的结构可以让角块嵌在三个棱块之间。与棱块相同，小立方体的表面一样有弧度，可以让角块沿着凹槽旋转。早期的尝试1970年三月，LarryNichols发明了“PuzzlewithPiecesRotatableinGroups”，并申请了加拿大专利，是个2×2×2的魔方，但是每个方块之间是用磁铁互相吸在一起。1972年获得（英文）美国专利3655201，比鲁比克教授的三阶魔方早两年。流行魔方广为大众喜爱是在1980年代。从1980年到1982年，总共售出了将近200万只魔方。1981年，一个来自英国的小男孩，帕特里克·波塞特（PatrickBossert）写了一本名叫《你也能够复原魔方》（ISBN0-14-031483-0）的书，总共售出了将近150万本。据估计，1980年代中期，全世界有五分之一的人在玩魔方。更多的魔方由于魔方的巨大商机，1983年鲁比克教授和他的合伙人一同开发了二阶和四阶魔方。并于1986年制造了五阶魔方。2003年，希腊的PanagiotisVerde’s申请了5×5×5到11×11×11的魔方的专利（五阶魔方的结构略与鲁比克教授的魔方不同），并于2008年在V-Cube公司生产五阶、六阶和七阶的魔方。三阶魔方三阶魔方的英文官方名字叫做Rubik'sCube，也就是用鲁比克教授的名字命名的，是目前最普遍的魔方种类。它每个边有三个方块，官方版本魔方边长为57毫米，三阶魔方的总变化数是(8!x38x12!x212)/(2x2x3)=43,252,003,274,489,856,000或者约等于4.3x10^19.三阶魔方由一个连接着六个中心块的中心轴以及8个角块，12个棱块构成，当它们连接在一起的时候会形成一个整体，并且任何一面都可水平转动而不影响到其他方块。三阶魔方是生活中最常见的，而在2011年03月出现了新型三阶-面包三阶，打破了三阶魔方立方体的常规设计。四阶魔方四阶魔方的英文官方名字叫做Rubik'sRevenge相对于三阶来说就要复杂的多，它的构成分为两类，一类中心是一个球体，每个外围的小块连接着中心球的滑轨，在运动时候会沿着用力方向在滑轨上滑动。第二类是以轴为核心的四阶魔方，其实这类四阶魔方就是隐藏中层的五阶魔方，内部的小零件即为五阶的侧心块和中棱块，中轴上有防止锁死的突起装置。作为竞速运动来说第二种构成的四阶魔方运动速度快，不易在高速转动中卡住。4阶魔方的英文官方名字叫做Rubik'sRevenge，直译过来是“魔方的复仇”。官方版本大概边长为67毫米，Mefferts版本为60毫米。四阶魔方被认为是2-5阶魔方中最不好复原的，虽然5阶魔方的变化种类比4阶多，但是4阶魔方的中心块并不固定，也就不能用一般的方法进行复原。即7,401,196,841,564,901,869,874,093,974,498,574,336,000,000,000种变化。第二篇：研究性学习报告高中语文研究性学习结题报告——探究原著与改编影视剧的关系课题组员：李雨婷（组长）、桑雨晨、杜福凤、王郁萌、王