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这个问题挺好的,那些1x1x2的块确实不能奇置换,只能偶置换。我来证明一下,你来看看有没有道理。
先给那些块起名如下:
3x3x3的魔方有八个角块。在Bicube里,七个角块和棱块捆绑到一起,组成了七个1x1x2的角块棱块组合,管它们叫大角块。剩下的一个单独的角块没有捆绑,管它叫小角块。
定理:经过一系列旋转以后,只要小角块回到它的初始位置,那么七个大角块的置换是一个偶置换。
证明:首先证明一个引理。
引理:只有小角块所在的面才能(单层)旋转。
引理的证明: 反证法,假设上面(U面)没有小角块而且也能单层旋转,那么上面的四个角都必须是大角块。由于它可以旋转,所以这四个角都必须和上层的棱块捆绑,不能和中层的棱块捆绑。所以捆绑的方式必须是(俯视图)
这样的话必须要有一个单独的没有捆绑的中心块。可是Bicube里不存在这样的中心块。矛盾。引理证明完毕。
现在回到主要定理的证明。
把八个角的位置分为两类: 小角块的初始位置以及和它距离根号2乘以棱长的位置,叫A类,其它四个位置是B类。这样分类的话,每个棱两端的两个角一定属于不同类。
由于引理,每次旋转都要移动小角块。每一次90度旋转是一个四循环,奇置换,并且小角块会被移动一步。
(1) 进行偶数次90度旋转后,小角块一定在A类位置,并且对于所有的角块来说,进行了偶数次奇置换,所以所有的角块的置换是偶置换。
(2) 进行奇数次90度旋转后,小角块一定在B类位置,并且对于所有的角块来说,进行了奇数次奇置换,所以所有的角块的置换是奇置换。
由于小角块的初始位置属于A类,所以它回到初始位置的时候,所有的角块是偶置换。定理证明完毕。
[ 本帖最后由 schuma 于 2011-9-10 15:35 编辑 ] |
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