《人工智慧》之《確定性推理》習題解析

2021-10-10 07:27:18 字數 2888 閱讀 9104

教材:《人工智慧及其應用》,蔡自興等,2016m清華大學出版社(第5版)

參考書:

對應同系列部落格:《人工智慧》之《確定性推理》

圖搜尋過程如下:

建立乙個只含有起始節點s的搜尋圖g,把s放到乙個叫做open的未拓展節點表中。

建立乙個叫做closed的已拓展節點表,初始化為空表。

loop:若open表是空表,則失敗退出。

選擇open表上的第乙個節點,把它從open表移出並放進closed表中。稱此節點為節點n。

若n為一目標節點,則有解並成功退出,此解是追蹤圖g中沿著指標從n到s這條路徑而得到的。

擴充套件節點n,生成後繼節點集合m。

對那些未曾在g**現過的(既未曾在open表上,也未在closed表上出現過的)m成員設定 其父節點指標指向n並加入open表。對已經在open或closed表**現過的每乙個m成員,確定是否需要將其原來的父節點改為n。對已在closed表上的每個m成員,若修改了其父節點,則將該節點從closed表中移出,重新加入open表中。

按某一任意方式或按某個探試值,重排open表。

go loop。

重排open表意味著,選出乙個「最好」的節點在第6步進行擴充套件,不同的排序方式也會使圖搜尋過程的搜尋策略不一樣。

重排的原則應當視具體需求而定,不同的原則對應不同的搜尋策略。一般地,重排的原則是:根據相應的圖搜尋策略,將「最好」的節點(即最有可能達到目標節點的節點)放在最前面。

這些搜尋方法都大同小異,差別在於拓展節點n時,把n的所有後裔放在open表的前端還是末端。

如,寬度優先搜尋的框圖:

消去蘊涵符號

將蘊涵符號轉換為∨和符號,如a∨b替換a→b。

減少否定符號的轄域

每個否定符號最多只用到乙個謂詞符號上,並反覆應用狄摩根定律。如用a∨b代替(a∧b),用(∃x)(a)代替(∀x)a。

對變數標準化

改名啞元(受量詞約束的變元),保證每個量詞用唯一的啞元,即不同量詞約束的變元有不同的名字。如對 (∀x)(p(x)∧(∃x)q(x)) 標準化得 (∀x)(p(x)∧(∃y)q(y))。

消去存在量詞

對全程量詞轄域內的存在量詞,以skolem函式代替存在量詞內的約束變數。對自由的存在量詞,以乙個新常量替代。如 ((∀y)p(g(y),y)) 代替 (∀y)(∃x)p(x,y),其中g(y)為skolem函式。又如 p(a) 代替 (∃x)p(x),其中a為不含變數的skolem函式即常量。

化為前束形

把所有全稱量詞移到公式的左邊,並使每個量詞的轄域包括這個量詞後面公式的整個部分。

前束形 =

(全稱量詞串)(無量詞公式)

把母式化為合取正規化

任何母式都可寫成由一些謂詞公式和謂詞公式的否定的析取(子句)的有限集組成的合取。

如 (a∨b)∧(a∨c) 代替 a∨(b∧c)。

消去全稱量詞

餘下的量詞均被全稱量詞量化了。同時全稱量詞的次序也不重要。因此,可以消去字首,即消去明顯出現的全稱量詞。

消去連詞符號∧

用代替(a∧b),消去符號∧。最後得到乙個有限子句集,其中每個公式(子句)是文字的析取。

更換變數名稱

更換變數符號,使乙個變數符號只出現在乙個子句中。如p(x)∨q(x)和p(x)∨p(y),更換變數符號後為p(x1)∨q(x1)和p(x2)∨p(y)。

給出公式集和目標公式l;

否定l,得到~l;

把~l新增到s中;

把新產生的集合化成子句集;

應用消解原理,推導出乙個表示矛盾的空子句。

一階邏輯中合式公式,被遞迴定義如下:

原子是合式公式;

若a是合式公式,則()也是合式公式;

若a,b是合式公式,則也是合式公式;

若a是合式公式,是a中的變數符號,則也是合式公式;

只有限次地使用1~4所生成的符號串才是合式公式。

等價關係有:

設起點為s,搜尋樹為:

路徑為:s→a→b→c→f

設定深度界限為9,其搜尋圖如下所示:

按順時針方向,最大深度為5。

不完全的資訊,不斷變化的情況,以及求解複雜問題過程中產生的假設。

兩個全等三角形的各對應角相等。

兩個全等三角形的各對應邊相等。

各對應邊相等的三角形是全等三角形。

等腰三角形的兩底角相等。 答:

規則1: if 兩個三角形全等

then 各對應角相等

規則2: if 兩個三角形全等

then 各對應邊相等

規則3: if 兩個三角形各對應邊相等

then 兩個三角形全等

規則4: if 乙個三角形為等腰三角形

then 它的兩底角相等

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