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（Artificial Intelligence）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f3 f2 f3,f1 f2 f1,…4、八数码问题：已知八数码的初始状态和目标状态如下：=>。

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: ﹁(∃x)C(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：Fido barks and bites，or Fido is not a dog.规则：All terriers are dogs. Anyone who barks is noisy.要证明的目标是：There exists someone who is not a terriers or who is noisy. 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(y)→NOISY(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H i+1=H i∪{ S中出现的所有n元函数f(x1, x2, … x n) | x j (j =1, 2, …,n)是H i 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yc(x):x是c班的一门课程(2)用谓词表示已知事实和问题(1)easy(x)→like(wang,x)(2)(∀x)(c(x)→easy(x))(3)c(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。

domainsloc = right ; middle ; leftpredicateshanoi(integer)move(integer,loc,loc,loc)inform(loc,loc)clauseshanoi(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("\nMove a disk from ",Loc1," to ",Loc2).21、写出N的阶乘的prolog程序。

domainsn,f=integerpredicatesfactorial(n,f)goalreading(I)factorial(I,F),write(I,”!=”,F)clausesfactorial(1,1).factorial(N,Res):-N>0,N1=N-1,factorial(N1,FacN1),Res=N* FacN1.22、用语义网络表达：Every dog has bitten a postman 。