人工智能及其應(yīng)用蔡自興課后答案知識(shí)分享

1、人工智能及其應(yīng)用（蔡 自興）課后答案 第二章知識(shí)表示方法2-1狀態(tài)空間法、問題歸約法、謂詞邏輯法和語義網(wǎng)絡(luò)法的要點(diǎn)是什么？它們有何本質(zhì)上的聯(lián)系及異同點(diǎn)？答：狀態(tài)空間法：基于解答空間的問題表示和求解方法，它是以狀態(tài)和算符為基礎(chǔ)來表示和求解問題的。一般用狀態(tài)空間法來表示下述方法：從某個(gè)初始狀態(tài)開始，每次加一個(gè)操作符，遞增的建立起操作符的試驗(yàn)序列，直到達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)為止。問題規(guī)約法：已知問題的描述，通過一系列變換把此問題最終變成一個(gè)子問題集合：這些子問題的解可以直接得到，從而解決了初始問題。問題規(guī)約的實(shí) 質(zhì)：從目標(biāo)（要解決的問題）出發(fā)逆向推理，建立子問題以及子問題的子問題，直至最 后把出示問題規(guī)約為一

2、個(gè)平凡的本原問題集合。謂詞邏輯法：采用謂詞合式公式和一階謂詞算法。要解決的問題變?yōu)橐粋€(gè)有待證明的問題，然后采用消解定理和消解反演萊證明一個(gè)新語句是從已知的正確語句導(dǎo)出的，從而證明這個(gè)新語句也是正確的。語義網(wǎng)絡(luò)法：是一種結(jié)構(gòu)化表示方法，它由節(jié)點(diǎn)和弧線或鏈組成。節(jié)點(diǎn)用于表示物體、概念和狀態(tài)，弧線用于表示節(jié)點(diǎn)間的尖系。語義網(wǎng)絡(luò)的解答是一個(gè)經(jīng) 過推理和匹配而得 到的 具有明確結(jié)果的新的語義網(wǎng)絡(luò)。語義網(wǎng)絡(luò)可用于表示多元尖系，擴(kuò)展后可以表示更 復(fù)雜的 問題2-2設(shè)有3個(gè)傳教士和3個(gè)野人來到河邊，打算乘一只船從右岸渡到左岸去。該船的 負(fù)載能 力為兩人。在任何時(shí)候，如果野人人數(shù)超過傳教士人數(shù)，那么野人就會(huì)把傳

3、教士吃掉。他們?cè)鯓硬拍苡眠@條船安全地把所有人都渡過河去用Si(nC, nY)表示第i次渡河后，河對(duì)岸的狀態(tài)，nC表示傳教士的數(shù)目，nY表示野人的數(shù)目，由于總?cè)藬?shù)的確 定的，河對(duì)岸的狀態(tài)確 定了，河這邊的狀態(tài)也即確定了?？紤]到題目的限制條件，要同時(shí)保證，河兩岸的傳教士數(shù)目不少于野人數(shù)目，故在整個(gè)渡河的過程中，允許出現(xiàn)的狀態(tài)為以下3種情況：1. nC=O2. nC=33. nC=nY>=0 (當(dāng) nC 不等于 0 或 3)用di(dC, dY)表示渡河過程中，對(duì)岸狀態(tài)的變化，dC表示，第i次渡河后，對(duì)岸傳教 士數(shù)目 的變化，dY表示，第i次渡河后，對(duì)岸野人數(shù)目的變化。當(dāng)i為偶數(shù)時(shí)，dC,dY

4、同時(shí)為非負(fù) 數(shù)，表示船駛向?qū)Π?，i為奇數(shù)時(shí)，dC, dY同時(shí)為非正數(shù)，表示船 駛回岸邊。初始狀態(tài)為So(O, 0),目標(biāo)狀態(tài)為So(3, 3),用深度優(yōu)先搜索的方法可尋找渡河在此，用圖求法該問題，令橫坐標(biāo)為nY,縱坐標(biāo)為nC,可行狀態(tài)為空心點(diǎn)表示，每次可以在格子上，沿對(duì)角線移動(dòng)一格，也可以沿坐標(biāo)軸方向移動(dòng)1格，或沿坐標(biāo)軸方向移動(dòng)2格。第奇數(shù)次數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移，沿右方，上方，或右上方移 動(dòng)，第偶數(shù)次數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移，沿左方，下方，或左下方移動(dòng)。從(0,0)開始，依次沿箭頭方向改變狀態(tài)，經(jīng)過11步之后，即可以到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)(3,3)相應(yīng)的渡河方案為 di (1,1)- d2(-1,0)- d3(0,2)- d4

5、(0,-1)- d5(2,0)- d6(-1,-1)- d7(2,0)- d8(0,-1)- d9(0,2)- d10(-1,0)-d11(1,1)2-3利用圖2.3,用狀態(tài)空間法規(guī)劃一個(gè)最短的旅行路程：此旅程從城市A開始，訪問其他城市不多于一次，并返回 Ao選擇一個(gè)狀態(tài)表示，表示出所求得的狀態(tài)AB空間的節(jié)點(diǎn)及弧線，標(biāo)出適當(dāng)?shù)拇鷥r(jià)，并指明圖中從起始節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最佳路徑。2-4試說明怎樣把一棵與或解樹用來表達(dá)圖2.28所示的電網(wǎng)絡(luò)阻抗的計(jì)算。單獨(dú)的R、L或C可分別用R、jcoL或1/jcoC來計(jì)算，這個(gè)事實(shí)用作本原問題。后繼算符應(yīng)以復(fù)合并聯(lián)和串聯(lián)阻抗的規(guī)則為基礎(chǔ)5T卜 L.圖2.3ci圖2.

6、2約定，用原來的與后繼算法用來表達(dá)并聯(lián)尖系，用原來的或后繼算法用來表達(dá)串聯(lián)尖系試用四元數(shù)列結(jié)構(gòu)表示四圓盤梵塔問題，并畫出求解該問題的與或圖用四元數(shù)列(nA, nB, nC, nD)來表示狀態(tài)，其中nA表示A盤落在第nA號(hào)柱子 上，nB表示 B盤落在第nB號(hào)柱子上，nC表不' C盤落在第nC號(hào)柱子上,nD表下D盤落在第nD號(hào)柱 子上。初始狀態(tài)為1111,目標(biāo)狀態(tài)為33331111 3332221 2221111 2222223 333如圖所示，按從上往下的順序，依次處理每一個(gè)葉結(jié)點(diǎn)，搬動(dòng)圓盤，問題得2-6把下列句子變換成子句形式：(1) (x)P(x)-P(x)(2) x y(On(x,

7、y) Above(x,y)(3) x y z(Above(x,y) A Above(y,z) ->Above(x,z)(4) ? (x)P(x)-( y) p(y) p(f(x,y) /(y)Q(x,y)fP(y)(1) (ANY x) P(x) P(x)(ANY x) ? P(x) OR P(x)P(x) OR P(x)最后子句為P(x) OR P(x)(2) (ANY x) (ANY y) On(x,y) Above(x,y)(ANY x) (ANY y) On(x,y) OR Above(x,y) On(x,y) OR Above(x,y)最后子句為On(x,y) OR Above

8、(x,y)(3) (ANY x) (ANY y) (ANY z) Above(x,y) AND Above(y,z) Above(x,z)5z)(命題聯(lián)結(jié)詞之優(yōu)先級(jí)如下：否定一合取一析取一蘊(yùn)涵一等價(jià)(ANY x) (ANY y) (ANY z) Above(x,y) AND Above(y,z) OR Above (x Above(x,y) AND Above(y,z) OR Above (x,z)最后子句為U Above(x,y), Above(y,z) OR Above(x,z)(4) (ANY x) P(x) (ANY y) p(y) p(f(x,y) AND (ANY y) Q(x,y

9、) P(y) (5) ANY x) -P(x) OR (ANY y)p(y) OR p(f(x,y) AND (ANY y)Q(x,y) ORP(y)(EXT x) P(x) AND (EXT x) p(y) AND p(f(x,y) OR (EXT y) Q(x,y) ANDP(y) (EXT x) P(x) AND (EXT w) p(y) AND -p(f(w,y) OR (EXT v) Q(x,v) AND -P(v) P(A) AND p(y) AND p(f(B,y) OR Q(A,C) AND -P(C) P(A) AND p(y) AND p(f(B,y) OR Q(A,C)

10、AND p(y) AND p(f(B,y) OR P(C) P(A) AND p(y),p(f(B,y) OR Q(A,C) AND p(y), -p(f(B,y) OR P(C)最后子句為P(A) p(x)，p(f(B,x) OR Q(A,C) p(y), -p(f(B,y) OR -P(C)2-7用謂詞演算公式表示下列英文句子(多用而不是省用不同謂詞和項(xiàng)。例如不要用單一的謂詞字母來表示每個(gè)句子。)A computer system is intelligent if it can perform a task which, if performed by a human, requires

11、 intelligence.先定義基本的謂詞INTLT(x) means x is intelligent PERFORM(x,y) means x can perform y REQUIRE(x) means x requires intelligenee CMP(x) means x is a computer system HMN(x) means x is a human上面的句子可以表達(dá)為(任意X)(存在 t)(存在 y) HMN(y)合取 PERFORM(y,t)合取 REQUIRE(t)合取 CMP(x)合取PERFORM(x,t) INTLT(x) 2-把下列語句表示成語義網(wǎng)絡(luò)描述:(1) All man are mortal.(2) Every cloud has a silver lining.(3) All branch managers of DEC participate in a profit-sharing plan.h a | |一Man Mortal2? 9作為一個(gè)電影觀眾，請(qǐng)你編寫一個(gè)去電影院看電影的劇本(1)開場(chǎng)條件(a)顧客想看電影(b)顧客在足夠的錢角色顧客，售票員，檢票員，放映員道具錢，電影票場(chǎng)景場(chǎng)景1購票顧客來到售票處(b)售票員把票給顧客 (c)顧客把錢給售票員(d)顧客走向電影院