Avant de donner la solution, on doit préciser un peu la question, en effet elle n'est pas très claire, qu' est on entend par "Restaurer le Cube avec une seule formule" ?
On dit que le Cube est restauré par la formule K s'il existe un algorithme de résolution tel que (à chaqu' étape de résolution):
1. On tient le Cube comme on veut.
2. On utilise seulement les formules de la forme: X K
n X' ou X K'
n X' (où X est une formule)
Autrement dit dans la résolution, on tient le Cube comme on veut et on utilise seulement K, K', plusieurs fois K (K
n), plusieurs fois K' (K'
n) et les conjugaisons de K, K', K
n , K'
n Solution :Si on pose θ = A[DH]A'H = A DHD'H' A' H
L'algorithme de résolution:
1. On place toutes les arrêtes avec la formule θ : θ = (HG)<->(HP)
2. On place toutes les sommets avec la même formule θ : θ = (HGP)<->(HDA)
3. On pivote les arrêtes (HG) et (HP) par θ² : θ² = (HG)°(HP)°
4. On pivote les sommets (HGP)
+ (HAG)
+ (HDA)
+ par θ
4 : θ
4 = (HGP)
+ (HAG)
+ (HDA)
+ Ce qui est merveilleux c'est que θ contient tout ce qui faut pour la résolution, et que le Rubik's Cube possède trois lois, sans ces trois lois, θ ne peut pas résoudre le Rubik's Cube.
Explication
(1) ==> Aucun problème on peut placer toutes les arrêtes avec θ.
(2) ==> Quand on utilise θ pour placer les sommets on risque de perturber les arrêtes (HG) et (HP) sauf si on utilise θ un nombre pair de fois. C'est ici qu'intervient la loi de parité du Rubik's Cube : Si les arrêtes sont bien placées alors on a une permutation paire pour placer les sommets. La loi de parité affirme effectivement on utilise θ un nombre pair de fois, donc on ne pertube pas les arrêtes (HG) et (HP) !!
(3) ==> θ² pivote 2 arrêtes, il faut être sûr qu'il n'y a pas une seule arrête à pivoter , ici c'est la loi des flips intervient : Le nombre de flips (le nombre d'orientations des arrêtes) est toujours pair, càd on pivote toujours une paire d'arêtes, donc pas de problème θ² pivote toutes les arrêtes.
(4) ==> θ
4 pivote 3 sommets dans le sens (+1,+1,+1) , il faut être sûr qu'il n'y a pas un seul sommet à pivoter , ici c'est la loi des twists intervient : Le nombre de twists (le nombre d'orientations des sommets) est un multiple de 3, autrement dit :
*Soit on pivote 2 sommets de sens contraire : (+1,-1)
*Soit on pivote 3 sommets dans le sens horaire "+" : (+1,+1,+1)
*Soit on pivote 3 sommets dans le sens anti-horaire "-" : (-1,-1,-1)
Et on peut transformer (+1,-1) en (-1,-1,-1) ou (+1,+1,+1) donc θ
4 pivote tous les sommets.