如何求三阶魔方有多少种变化?
这个问题我在此前的文章中有做过计算:
三阶魔方的结构组成包括:6个只有一种颜色的中心块、8个包含三种颜色的角块,12个包含两种颜色的棱块。在这三种块中,中心块的位置是固定的,角块和棱块的是可以转动的。8个角块的位置排列方式有8!可能性,而每个角块又有3种朝向,所以角块的所有可能性为8!×3^8。同样的道理,棱块的所有可能性为12!×2^12。此外,还需再排除一些情况。对于一个正常的魔方,不可能出现一个角块单独原地翻转的情况,在角块的三种朝向中只有一种是正确的,所以角块朝向正确的可能性为1/3。同样地,对于一个正常的魔方,不可能出现一个棱块单独原地翻转的情况,在棱块的两种朝向中只有一种是正确的,所以棱块朝向正确的可能性为1/2。另一方面,对于一个正常的魔方,不可能出现单独两个角块或者两个棱块位置交换的情况,所以角块和棱块位置随机组合是正确的可能性为1/2。因此,一个正常三阶魔方的变化总数为:8!×3^8×12!×2^12/ =4.325×10^19。也就说,三阶魔方总共大约有4325亿亿种可能性。
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