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Creo que se ha conseguido demostrar que contando cuartos de giro y medios giros, siempre es posible resolver el cubo en 29 movimientos (y en la práctica parece que 20). La idea es la siguiente, con 0 giros obtenemos una combinación, con 1 cuarto de giro podemos
obtener 6*2=12 combinaciones nuevas, con un nuevo cuarto de giro podemos obtener 114 combinaciones nuevas.
Por lo tanto tenemos ya 1+12+114=127 combinaciones. Como el número de combinaciones posibles es de
43.252.003.274.489.856.000 está claro que con dos movimientos no se puede resolver en todos los casos. Este recuento
se hace más complicado conforme aumentan el número de movimientos por lo que vamos a buscar una fórmula
que nos de una cota superior. Con un ordenador se puede ir contando de uno en uno, pero debido a que las cifras que se manejan
son muy grandes el tiempo que tardaría en hacerlo sería demasiado grande.
Si tenemos en cuenta que hay 4.325*10^19 posiciones para el Cubo de Rubik, como P[0]+...+P[20]< 4.*10^19, tendríamos que con 20 movimientos hay alguna combinación que se nos escapa y por lo tanto, al menos son necesarios 21 movimientos para asegurar que siempre podremos resolver el cubo. Para el supergrupo (incluyendo la orientación en los centros), teniendo en cuenta que hay 8.858*10^22 combinaciones obtendríamos razonando de igual forma que al menos son necesarios 24 movimientos. Si llamamos distancia entre dos posiciones del Cubo al mínimo número de cuartos de giro que hay que hacer para pasar de una posición a otra, nuestro problema sería averiguar cual es el diámetro del grupo que estamos considerando, es decir, averiguar cual es la distancia máxima entre dos elementos del cubo (por la simetría del cubo es lo mismo que averiguar la distancia máxima entre un elemento del cubo y otro fijo). Hemos obtenido entonces que el grupo del cubo tiene al menos diámetro 21 y el supergrupo al menos 24. Ahora la pregunta que nos podríamos hacer es que pasa si entre los giros básicos también consideramos los medios giros. De una fórma análoga a la anterior (es decir, viendo que posibilidades hay cuando realizamos giros sobre caras opuestas) obtenemos la siguiente fórmula de recurrencia: PH[0] = 1 PH[1] <= 6*3*PH[0] PH[2] <= 6*2*PH[1] + 9*3*PH[0] PH[n] <= 6*2*PH[n-1] + 9*2*PH[n-2] para n > 2. Evaluando obtenemos:
Y de aquí se deduce que el diámetro del cubo con esta métrica es de al menos 18. Vamos a ver ahora lo que han hecho los ordenadores. Durante varios años se ha intentado contar con un ordenador las posiciones a las que puede llegar el cubo con n movimientos. Los resultados son (para sólo cuartos de giro):
No conozco si posteriormente se han hecho más cálculos, supongo que sí, pero
no creo que hayan conseguido ya obtener todas las combinaciones. Podríamos aplicar
ahora la fórmula de recurrencia anterior y obtendríamos unas cotas menores, pero sin
embargo, no varía mucho y no nos permite obtener acotaciones mejores del diámetro del cubo.
Para el que piense que la fórmula de recurrencia es muy buena debería pensar que al aumentar n el
error relativo crece bastante, de hecho, a partir de cierto n P[n] valdrá 0, es decir, en algún
momento P[n] debe decrecer pero sin embargo la cota que tenemos siempre crece. De ahí que el diámetro
podría ser bastante mayor que 21.
De nuevo, si aplicamos la fórmula de recurrencia a estos resultados obtenemos cotas
mejores pero tampoco sirve para mejorar nuestra cota del diámetro.
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