人工智能练习题答案.docx
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人工智能练习题答案.docx
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人工智能练习题答案
1、什么是人工智能?
人工智能有哪些研究领域?
何时创建该学科,创始人是谁?
(1)AI(ArtificialIntelligence)是利用计算机技术、传感器技术、自动控制技术、仿生技术、电子技术以及其他技术仿制人类智能机制的学科(或技术),再具体地讲就是利用这些技术仿制出一些具有人类智慧(能)特点的机器或系统
(2)人工智能的研究领域主要有专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定力证明、自动程序设计、机器人学、博弈、智能决策支持系统、人工神经网络等
(3)人工智能于1956年夏季,由麦卡锡,明斯基、洛切斯特、香农等发起创建
2、产生式系统的由哪三部分组成?
各部分的功能是什么?
课本29页
(1)产生式系统由综合数据库、产生式规则和控制系统三部分组成
(2)综合数据库用于存放当前信息,包括初始事实和中间结果;
产生式规则用于存放相关知识;
控制系统用于规则的解释或执行程序。
3、设有三枚硬币,其初始状态为(反,正,反),允许每次翻转一个硬币(只翻一个硬币,必须翻一个硬币)。
必须连翻三次。
用知识的状态空间表示法求出到达状态(反,反,反)的通路。
画出状态空间图。
课本51页
问题求解过程如下:
(1)构建状态
用数组表示的话,显然每一硬币需占一维空间,则用三维数组状态变量表示这个知识:
Q=(q1,q2,q3)
取q=0表示钱币的正面;q=1表示钱币的反面
构成的问题状态空间显然为:
Q0=(0,0,0),Q1=(0,0,1),Q2=(0,1,0),Q3=(0,1,1),
Q4=(1,0,0),Q5=(1,0,1),Q6=(1,1,0),Q7=(1,1,1)
(2)引入操作
f1:
把q1翻一面。
f2:
把q2翻一面。
f3:
把q3翻一面。
显然:
F={f1,f2,f3}
目标状态:
(找到的答案)Qg=(0,0,0)或(1,1,1)
(3)画出状态图
从状态图可知:
从“反,正,反”(1,0,1)到“正,正,正”(0,0,0)没有解题路径;
从“反,正,反”(1,0,1)到“反,反,反”(1,1,1)有几条解题路径
f3f2f3,f1f2f1,…
4、八数码问题:
已知八数码的初始状态和目标状态如下:
2
8
3
=>
1
2
3
1
6
4
8
4
7
5
7
6
5
请画出相应的启发式搜索树。
估价函数f(n=g(n+h(n,g(n=d(n,h(n=p(n。
d(n表示节点n的深度。
p(n表示节点n的格局与目标格局不相同的牌数。
5、将谓词公式化成子句集的步骤是什么?
课本94、95页
将谓词公式化成子句集共需9步:
(1消蕴涵符→
(2否定深入﹁
(3变元标准化
(4消去存在量词
(5把量词移到公式最左边
(6化为Skolem标准形——前束合取范式
(7消去全称量词
(8变元标准化——变元换名
(9表示为子句集——消去合取词,用“,”代替“∧”
6、鲁滨逊归结原理的基本思想是什么?
鲁宾逊的归结原理基本思想方法是:
首先把欲证明的问题的结论进行否定,并加入到子句集,得到一个扩充的子句集S’。
然后设法检查子句集S’中是否包含空子句,若包含,则S’不可满足,若不包含,就要在子句集中选择合适的子句进行归结,一旦能归结出空子句,就说明子句集S’是不可满足的。
7、已知:
F:
(x{(y[A(x,y∧B(y]→(y[C(y∧D(x,y]}
G:
﹁(xC(x→(x(y[A(x,y→﹁B(y]
求证:
G是F的逻辑结论。
8、某村农民张某被害,有四个嫌疑犯A,B,C,D。
公安局派出五个侦察员,他们的侦察结果分别是:
A,B之中至少有一人作案,B,C中至少有一人作案,C,D中至少有一人作案,A,C中至少有一人与此案无关,B,D中至少有一人与此案无关,所有侦察结果都是可靠的。
请用归结原理求出谁是罪犯?
解:
设谓词C(D表示D为罪犯
对于第一个侦察员:
C(A∨C(B(1
对于第二个侦察员:
C(B∨C(C(2
对于第三个侦察员:
C(C∨C(D(3
对于第四个侦察员:
﹁C(A∨﹁C(C(4
对于第五个侦察员:
﹁C(B∨﹁C(D(5
结论:
﹁C(U∨ANSWER(U(6
(1与(4)归结:
C(B∨﹁C(C(7
(2与(7)归结:
C(B(8
(6与(8)归结:
ANSWER(B.
•B是罪犯
(3与(5)归结:
C(C∨﹁C(B(7
(2与(7)归结:
C(C(8
(6与(8)归结:
ANSWER(C.
•C是罪犯
9、试用归结原理证明结论成立。
(7分)
已知:
任何能够阅读的人都是识字的,海豚不识字。
某些海豚是有智力的。
求证:
某些有智力者不能阅读。
定义谓词
R(x—x是能阅读的
L(x—x能识字
D(x—x是海豚
I(x—x是有智力的
已知条件和结论的谓词公式
已知公式集
(x(R(x→L(x
(x(D(x→﹁L(x
(x(D(x∧I(x
求证(x(I(x∧﹁R(x
•事实化子句集
(x(R(x→L(x
(x(﹁R(x∨L(x
﹁R(x∨L(x(1
(x(D(x→﹁L(x
(x(﹁D(x∨﹁L(x
﹁D(x∨﹁L(x(2
(x(D(x∧I(x
D(A∧I(A
D(A(3
I(A(4
•目标求反
﹁(x(I(x∧﹁R(x
(x﹁(I(x∧﹁R(x
(x(﹁I(x∨R(x
﹁I(x∨R(x(5
10、已知事实和规则的描述如下:
事实:
P(x,y∨(Q(x,A∧R(B,y
规则:
P(A,B→(S(A∨X(B
Q(B,A→U(A
R(B,B→V(B
用正向演绎推理推出目标:
S(A∨X(B∨V(B,同时保证解图的一致性。
11、设有子句集S={﹁Q(x∨﹁P(x,Q(y∨﹁P(y,﹁Q(w∨P(w,Q(A∨P(A}用祖先过滤策略进行归结。
12、试用基于规则的演绎方法证明下题。
设事实和规则描述如下:
事实:
Fidobarksandbites,orFidoisnotadog.
规则:
Allterriersaredogs.Anyonewhobarksisnoisy.
要证明的目标是:
Thereexistssomeonewhoisnotaterriersorwhoisnoisy.
课本111页例4-29
解事实和规则描述如下:
F:
﹁DOG(FIDO∨[BARKS(FIDO∧BITES(FIDO]
R1:
﹁DOG(x﹁TERRIER(x
R2:
BARKS(yNOISY(y
目标公式:
﹁TERRIER(z∨NOISY(z
13、设子句集S={P(x,Q(f(x,R(g(y},求S的海伯伦域H(S)。
设S为子句集,则按下述方法构造成的域H∞称为海伯伦域,简记为H域(也有记为H(S)),在此域中子句处处不可满足,则认为子句集处处不可满足。
(1)令H0是S中所有个体常量的集合,若S中不包含个体常量,则令H0={a},其中a为任意指定的一个个体常量。
(2)令Hi+1=Hi∪{S中出现的所有n元函数f(x1,x2,…xn|xj(j=1,2,…,n是Hi中的元素},其中i=0,1,2……
14、写出语句“每个学生都读过《红楼梦》这本书”的语义网络表示。
15、用框架表示法描述“学生框架”,要求槽名不少于8个。
框架名:
<学生>
姓名:
单位(姓,名
性别:
范围(男,女
默认(男
年龄:
单位(岁
条件(岁>16
学习专业:
单位(专业名
研究方向:
单位(方向名
住址:
单位(楼号,房间号
入学时间:
单位(年,月
学制:
单位(年
默认(4年
16、什么是专家系统?
专家系统的一般结构是什么?
开发专家系统有哪些阶段?
(1)专家系统:
•是一个计算机程序系统
•拥有某个领域人类专家的知识与经验
•能够利用人类专家的知识和解决问题的方法处理该领域问题
•能够在运行过程中不断地增长新知识和修改原有知识
•
(2)
(3专家系统的开发阶段有:
认识阶段、概念化阶段、形式化阶段、实现阶段、测试修改阶段
17、已知如下事实:
(1)凡是容易的课程小王(wang)都喜欢
(2)C班的课程都是容易的
(3)ds是C班的一门课程
证明:
小王喜欢ds这门课程。
(1定义谓词
easy(x:
x是容易的课程
like(x,y:
x喜欢y
c(x:
x是c班的一门课程
(2用谓词表示已知事实和问题
(1easy(x→like(wang,x
(2(x(c(x→easy(x
(3c(ds
(3应用推理规则进行推理
c(y→easy(y全称固化
c(ds,c(y→easy(y
easy(ds假言推理
easy(ds,easy(x→like(wang,x
like(wang,ds假言推理
因此小王喜欢ds这门课
18、什么是个体?
什么是个体域?
函数与谓词的区别是什么?
个体(个体词是指所研究对象中可以独立存在的具体事物、状态或个体之间的关系。
个体域(论域:
个体变量的值域(取值范围),常用D表示
谓词与函数的区别:
1.谓词的真值是真和假,而函数无真值可言,其值是个体域中的某个个体。
2.谓词实现的是从个体域中的个体到T或F的映射,而函数实现的是同一个个体域中从一个个体到另一个个体的映射。
3.在谓词逻辑中,函数本身不能单独使用,它必须嵌入到谓词中。
19、请将下面的谓词公式F化为子句集。
F:
(x{(y[A(x,y∧B(y]→(y[C(y∧D(x,y]}
20、写出三阶梵塔问题的prolog程序。
domains
loc=right;middle;left
predicates
hanoi(integer
move(integer,loc,loc,loc
inform(loc,loc
clauses
hanoi(N:
-move(N,left,middle,right.
move(1,A,_,C:
-inform(A,C,!
.
move(N,A,B,C:
-
N1=N-1,move(N1,A,C,B,inform(A,C,move(N1,B,A,C.
inform(Loc1,Loc2:
-
write("\nMoveadiskfrom",Loc1,"to",Loc2.
21、写出N的阶乘的prolog程序。
domains
n,f=integer
predicates
factorial(n,f
goal
reading(I
factorial(I,F,
write(I,”!
=”,F
clauses
factorial(1,1.
factorial(N,Res:
-
N>0,
N1=N-1,
factorial(N1,FacN1,
Res=N*FacN1.
22、用语义网络表达:
Everydoghasbittenapostman。
课本130页图5-19
23、设S={P(x∨Q(a,
R(f(y},求S的海伯伦全域H(S。
解:
H0={a}
H1={a,f(a}
H2={a,f(a,f(f(a}
……
H(S={a,f(a,f(f(a,...}
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