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Re: [obm-l] cubo de rubik



Olá João Paulo! Bom dia!
  Existe sim uma teoria bastante grande e abrangente
sobre teoria dos grupos aplicada ao cubo de Rubik (popular
"cubo mágico").
    Os movimentos que você executa para resolver o cubo na
realidade são comutadores.  Para quem não sabe o comutador
de a e b é

[a,b] =  a * b * a^(-1) *  b^(-1)

  Essas notas de conferência explicam detalhadamente sobre a teoria
matemática envolvida:

http://match.stanford.edu/bump/rubik.html

Veja o pdf na página e dá uma olhada nele:

http://match.stanford.edu/bump/rubik.pdf

 Achei também essa página que fala mais sobre comutadores:

http://web.usna.navy.mil/~wdj/book/node179.html

   Como você vai estudar nas notas de conferência, existe
um movimento interessante que é executado no cubo que permuta
três peças (não existe um movimento no cubo de Rubik que permute somente
duas peças).
    A maioria das pessoas acha intuitivo resolver primeiro uma face, depois
resolver os cantos dessa face, depois resolver as laterais e finalmente resolver
a face de cima.   Claro que essa ordem não precisa ser respeitada e com
o auxilio de um computador, você poderia facilmente escrever um programa
em PROLOG para fazer uma resolução de caminho mais curto (usando técnicas
de inteligência artificial) para resolver de uma forma mais rápida, porém menos
intuitiva.
     Esse tipo de técnica que eu acabei de mencionar (usando PROLOG) não
é o mesmo que resolver uma equação algébrica ou algo do tipo.  É simplesmente
baseada em busca.  Aliás isso já foi feito, de modo que se você for maníaco por
computação vai ficar fascinado por essa página:

    http://people.sunyit.edu/~millerd1/RUBIK.HTM

Eu achei fantástico.  Aliás eu acredito que coisas semelhantes a essa poderiam
ser aplicadas a problemas NP-completos, do tipo achar uma função potencial
que forneça o único estado nativo de uma molécula de proteína.
    Note que o cubo mágico tem "zilhões"  de estados, mas apenas um deles é o
estado resolvido ou correto.   Agora imagine que você quer uma função que
dê a "energia do cubo" em função da posição das peças.  E que a cada
movimento você compute, digamos o (delta E)  = variação da energia.
    Você consegue uma boa função potencial que faça isso e que encontre
o estado resolvido do cubo em um menor número possível de movimentos,
ou no menor tempo?
    Esse tipo de analogia física em problemas de matemática é muito usada.
Eu lembro que li algo sobre o problema dos sapos no site do grupo teorema.
   O problema é assim:

Em cada um dos dez degraus de uma escada existe uma r˜a. Cada r˜a pode, dando um pulo, ir para outro degrau. Por´em, quando uma r˜a faz isso, ao mesmo tempo, uma outra r˜a deve pular a mesma quantidade de degraus em sentido contr´ario: uma sobe e outra desce. Conseguir˜ao as r˜as colocar-se todas juntas no mesmo degrau? Justifique
 

 A idéia é construir um invariante de analogia física para provar que o problema
proposto não tem solução.  Dê uma olhada na solução (ou tente resolver você mesmo antes de olhar):

   http://conesul2006.tripod.com/Material/invariantes2.pdf
 

   Agora voltando ao problema do cubo, devem existir invariantes também no
cubo que dizem que determinados estados não admitem soluções.  Que invariantes são esses?   Fica aqui a indagação :)

[]s
Ronaldo Luiz Alonso
 

 
 
 
 
 
 
 
 

joao paulo de souza mourao wrote:

alguem sabe como resolver o cubo de rubik(cubo magico) usando teoria dos grafos ou teoria dos grupos?

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