变化总数
三阶魔方变化数
通常所说的魔方,即指三阶魔方,为3×3×3的立方体结构,由26个色块组成。三阶魔方,通过旋转,
总共有43,252,003,274,489,856,000 ≈ 4.3×10^19种变化。
三阶魔方的变化数原理如下:
- 8个角块:可以互换位置(8!),也可以翻转方向(3^8),但无法单独翻转一个角块(1/3),所以有8!×3^7种变化。
- 12个棱块:可以互换位置(12!),也可以翻转方向(2^12),但无法单独交换一对棱块(1/2), 亦无法单独翻转一个棱块(1/2),所以有12!×2^12/(2×2)种变化。
- 6个中心块:固定不可移动。
综上,三阶魔方共有8!×3^7×12!×2^12/(2×2) ≈ 4.3×10^19种变化。
正n阶魔方变化数
二阶至十五阶正立方体魔方的变化总数如下:
阶数 | 变化数(约数) |
---|---|
二阶魔方 | 3.67×10^6 |
三阶魔方 | 4.33×10^19 |
四阶魔方 | 7.40×10^45 |
五阶魔方 | 2.83×10^74 |
六阶魔方 | 1.57×10^116 |
七阶魔方 | 1.95×10^160 |
八阶魔方 | 3.5×10^217 |
九阶魔方 | 1.4×10^277 |
十阶魔方 | 8.298×10^349 |
十一阶魔方 | 1.085×10^425 |
十二阶魔方 | 2.06×10^513 |
十三阶魔方 | 8.76×10^603 |
十四阶魔方 | 5.4×10^707 |
十五阶魔方 | 7.458×10^813 |
