青島科技大學(xué)2021-2021-1人工智能期末考試題

1、一、謂詞邏輯證明1、設(shè)有前提：1但凡大學(xué)生都學(xué)過電腦；2丨小王是大學(xué)生。試問：小王學(xué)過電腦嗎？解：令Sx： x是大學(xué)生M x： x學(xué)過電腦；a：小王上面命題用謂詞公式表示為：(1) x(S(x) M(x) S(a)我們進(jìn)行形式推理：前提 S(a) M(a) US(3) S(a)前提(4) M(a)(2) (3) I3M(a),即小王學(xué)過電腦。2、用謂詞公式表示下述命題。前提：1自然數(shù)都是大于零的整數(shù)。2所有整數(shù)不是偶數(shù)就是奇數(shù)。；'73偶數(shù)除以2是整數(shù)。結(jié)論：所有自然數(shù)不是奇數(shù)就是一半為整數(shù)的數(shù)?；疐1 F2 F3?G的子句集。F1:x (N(x)GZ(x)I(x)F2:x (I(x)

2、(E(x)O(x)F3:x (E(x)I(s(x)G:x (N(x)(I(s(x)O(x)解：F1F2F3?G的子句集為1?N(x)GZ(x)2?N(y)i(y)3?l(z)E(z)O(z)4?E(u)l(s(u)5N(a)6?O(a)7?l(s(a)3、設(shè)：1能閱讀者是識字的；2海豚不識字；3有些海豚是很聰明的。試證明：有些聰明者并不能閱讀。證首先定義如下謂詞：R(x):x能閱讀。L(x):x能識字。I(x):x是聰明的。D(x):x是海豚。將上述各語句翻譯成謂詞公式:(1)(x)(R(x)L(x)(x)(D(x)?L(x)條件(x) (D(x)I(x)(x) (I(x)? R(x)需證結(jié)論

3、用歸結(jié)反演法來證明，求題設(shè)與結(jié)論否認(rèn)的子句集，得：(1) ? R(x)L(x)(2) ? D(y)?L(y)改名(3) D(a) I(a)(5) ? I(z) R(z)歸結(jié)得：(6) R(a)(5), (4),a/z(7) L(a)(6), (1),a/x(8) ?D(a)(7), (2),a/y(9) Nil(8), (3)二、框架語義網(wǎng)絡(luò)顯示1、試實現(xiàn)一個“大學(xué)教師的框架，大學(xué)教師類屬于教師，包括以下屬性：學(xué)歷學(xué)士、 碩士、博士、專業(yè)電腦、電子、自動化、 、職稱助教、講師、副教授、教授解：框架名： 大學(xué)教師類屬： 教師學(xué)歷：(學(xué)士、碩士、博士)專業(yè)：電腦、電子、自動化、. 職稱： 助教、講

4、師、副教授、教授 2 、 【虛擬新華社 3 月 16 日電】昨日，沙塵暴襲擊韓國漢城，機(jī)場與高速公路被迫關(guān)閉，造 成的損失不詳。 韓國官方示，如果需要直接損失情況，可待一周后的官方公布的字。此次沙 塵暴起因中日韓專家認(rèn)為是由于中國內(nèi)蒙古區(qū)過分墾牧破壞植被所致。解：框架名： 沙塵暴 時間： 3 月 15 日地點：韓國漢城損失：不詳起因：中國內(nèi)蒙古區(qū)3、假設(shè)有以下一段天氣預(yù)報：“北京地區(qū)今天白天晴，偏北風(fēng)3級，最高氣溫12。，最低氣溫-2。，降水概率15%。請用框架表示這一知識。解：Frame天氣預(yù)報地域：北京 時段：今天白天 天氣：晴 風(fēng)向：偏北 風(fēng)力： 3 級 氣溫：最高： 12度最低： -2

5、 度 降水概率： 15%三、確定性理論求解1 、設(shè)有如下一組產(chǎn)生式規(guī)那么和證據(jù)事實，試用確定性理論求出由每一個規(guī)那么推出的結(jié)論及 if B and C then D(0.8)其可信度。 if A and C then D(0.7) if B or D then E(0.6)事實:A，CF(A)=0.8;C，CF(C)=0.9規(guī)那么 : if A then B(0.9)解：從而 CF(D)= CF(D)1+ CF(D)2 CF(D)1X CF(D)2=0.576 + 0.56 0.576 X 0.56 = 0.32256由規(guī)那么得 :2、P180:習(xí)題八-7題設(shè)有如下一組規(guī)那么：R1: if E

6、1 then E2(0.6)R2: if E2 and E3 then E4(0.8)R3: if E4 then H(0.7)R4: if E5 then H(0.9)且用確定性理論求 CF(H).四、prolog 語言predicatesstude nt(i nteger,stri ng,real)gradegoalgrade.clausesstudent(1,zhangsan ，90.2).student(2,lisi ,95.5).student(3,wangwu ,96.4).grade:-write( “ please enter a name: ),readln(Name),st

7、ude nt(_,Name,Score),nl,write(name, grade is: ,Score).grade:-write(“ sorry,cant find the student! ).運(yùn)行結(jié)果截圖：doma insX=symbol predicatesr(X) q(X)P(X)goalr(Y),write:( “ Y= ，丫).clausesP(a).p(b).q(b).r(X):-p(X),q(X).r(c).程序運(yùn)行結(jié)果截圖:3、doma inss=symbolpredicatesp(s)p1(s)p2(s)p3(s)p4(s)p5(s,s)p11(s)p12(s)p31(

8、s)goalp(X),write(clausesrhe x is ,X).p(a1):-p1(b),p2(c). p(a2):-p1(b),p3(d),p4(e). p(a3):-p1(b),p5(f,g). p1(b):-p11(b1),p12(b2). p3(d):-p31(d1).p2(c1).p4(el).p5(f,g).p11(b1).p12(b2).P31(d11).程序運(yùn)行結(jié)果截圖:4、doma insn ame=symbolpredicatesmother(name,name) father(name,name) grandfather(name,name) grandmoth

9、er(name,name) sister(name,name) aunt(name,name) goalgrandmother(a,X),write("X=",X),nl, father(b,Y),write("Y=",Y),nl, sister(c,Z),write("Z=",Z),nl, aunt(d,T),write("T=",T).clausesmother(a,c).mother(a,d).mother(c,g).mother(c,f).father(b,c).father(b,d).father(e,g

10、).father(e,f).grandfather(X,Z): -father(X,Y),father(Y,Z). grandmother(X,Z): -mother(X,Y),mother(Y ,Z). sister(X,Y):-mother(Z,X),mother(Z,Y).aunt(X,Y):-mother(Z,Y),sister(Z,X).程序運(yùn)行結(jié)果截圖:五、最優(yōu)解樹、代價、結(jié)點與或1、如圖3-16所示的與或樹，其中包括兩棵解樹,一棵解樹由Qo,A,t1和t2組成；另一棵解 樹由Qo,B,D,G,t4和t5組成。 在此與或樹中，t1,t2,t3,t4,t5為終止節(jié)點；E,F是非終止的

11、端節(jié) 點，其代價均為g;邊上的數(shù)字是該邊的代價。由右邊的解樹可得：按和代價：g(A)=11,g(Qo)=13按最大代價：g(A)=6,g(Qo)=8由左邊的解樹可得：按和代價： g(G)=3, g(D)=4, g(B)=6, g(Qo)=82BD亠* C132121 F t3 Et 42、設(shè)有如圖3-24所示的一棵與或樹，請指出解樹；并分別按和代價及最大代價求解樹代價; 然后，指出最優(yōu)解樹。一棵解樹由SO, A, D, t1, t2, t3組成；另一棵解樹由 SO, B, E, t4, t5組成；左邊解樹：按和代價：g(D)=4, g(A)=7, g(S0)=12按最大代價：g(D)=2, g

12、(A)=5, g(S0)=10右邊解樹：按和代價：g(E)=2, g(B)=11, g(S0)=18按最大代價:g(E)=2, g(B)=7, g(S0)=14按和代價計算，左邊的解樹為最優(yōu)解樹，按最大代價計算，仍是左邊的解樹為最優(yōu)解樹。因此，左邊的解樹為最優(yōu)解樹。S05R、7一A.&BT6 345C PD_ E121t 423Ft 1t 2t 3t 5六、基于謂詞邏輯的問答1、：1如果x是y的父親，y又是z的父親，那么x是z的祖父。2老李是大李的父親。3大李是小李父親。問：上述人員誰和誰是祖孫關(guān)系?解首先定義如下謂詞：G(x,y)表示x是y的祖父。F(x,y)表示x與y是父親。條件可

13、以表示成如下謂詞公式：F1：x y z(F(x,y)F(y,z) G(x,z)F2:F(Lao,Da)并求其子句集如下：F3:F(Da,Xiao)(1) ? F(x,y) ? F(y,z) G(x,z)(2) F(Lao,Da)(3) F(Da,Xiao)(既存在x和y,x是y的祖父)設(shè)求證的公式為：G： x yG(x,y)把其否認(rèn)化為子句形式再析取一個輔助謂詞GA(u, v)(4) ? G(u，v) GA(u，v)把其否認(rèn)化為子句形式再析取一個輔助謂詞GA(u, v)(1) ? F(x,y) ? F(y,z) G(x,z)(2) F(Lao,Da)(3) F(Da,Xiao)(4) ? G(

14、u，v) GA(u，v)對上式進(jìn)行歸結(jié)：(5) ? F(Da, z) G (Lao, z) (1),(2),Lao/x,Da/y GA(Lao,Xiao)(4),(6),Lao/u,Xiao/v所以上述人員中，老李是小李的祖父。2、假設(shè)張被盜，公安局派出 5個人去調(diào)查。案情分析時，貞察員A說：“趙與錢中至少有一個人作案，貞察員B說：“錢與孫中至少有一個人作案，貞察員C說：“孫與李中至少 有一個人作案，貞察員D說：“趙與孫中至少有一個人與此案無關(guān)，貞察員E說：“錢與李中至少有一個人與此案無關(guān)。如果這5個偵察員的話都是可信的，使用歸結(jié)演繹推理求 出誰是盜竊犯。解：設(shè)謂詞P(x)表示x是盜竊犯.那么

15、題意可表述為如下的謂詞公式：F1:P(zhao)P(qia n)F2: P(qian)P(s un)F3: P(sun)P(li)F4: ?P(zhao)?P(s un)F5: ?P(qian)?P(li)求證的公式為:xP(x)子句集如下： P(zhao)P(qia n) P(qia n)P(su n) P(s un)P(li)？ P(zhao)? P(sun)？ P(qian)? P(li)? P(x) GA(x) P(qia n)? P(sun), P(s un)? P(li)， P(s un)，GA(sun)，,sun/x? P(qian)，? GA(qian),? ,qian/x3、

16、設(shè)A、B、C中有人從來不說真話，也有人從來不說謊話，某人向這三人分別同時提出一個問題：誰是說謊者？A答：“B和C都是說謊者；B答：“ A和C都是說謊者；C答：“ A和B中至少有一個人說謊。用歸結(jié)原理求誰是老實人，誰是說謊者？解：用TX表示x說真話如果A說的是真話那么有：T(A) (?T(B) A ?T(C)如果A說的是假話那么有：？ T(A) (T(B) V T(C)對B和C所說的話做相同的處理，可得：T(B) (?T(A) A ?T (C)?T(B)(T(A) V T(C)T(C) (?T(A) V ?T(B)? T(C) (T(A) A T(B)將上面的公式化為子句集，得到S:(1) ?

17、T(A) V ?T(B)(2) ? T(A) V ?T(C)(3) T(A) V T(B) V T(C)(4) ? T(B) V ?T(C)(5) ? T(A) V ?T(B) V ?T(C)(6) T(C) V T(A)(7) T(C) V T(B)首先求誰是老實人。把 ？ T(x) V ANS(x)并入 S中，得到子句集 S1，即S1比S中多了一個子句：(8) ? T(x) V ANS(x)子句集S1:？ T(A) V ?T(B)(2) ? T(A) V ?T(C)(3) T(A) V T(B) V T(C)(4) ? T(B) V ?T(C)(5) ? T(A) V ?T(B) V ?T

18、(C)(6) T(C) V T(A)(7) T(C) V T(B)(8) ? T(x) V ANS(x)應(yīng)用歸祐廩理對S1進(jìn)行軒結(jié)=-T(A) V T(C)，(7)(10)T(C)，(ll)ANS(C),(10)這樣就得到了答案，即C是老實人，即C從來不說假話。下面來證明B和A不是老實人，設(shè) A不是老實人，那么有？ T(A),將其否認(rèn)并入S中，得到子 句集S2,即卩S2比S多了一個子句：(8) ' ? (? T(A)即 T(A)利用歸結(jié)原理對進(jìn)行歸結(jié):(1),(7)(6),(9)'(8)' ,(10)'(2),(11)'(9) '?T(A)VT(

19、C)(10) 'T(C)(11) 'T(A)VT(C)(12) 'NIL七、產(chǎn)生式系統(tǒng)1、猴子摘香蕉問題一個房間里，天花板上掛有一串香蕉，有一只猴子可在房間里任意活動到處走動，推移箱子，攀登箱子等。設(shè)房間里還有一只可被猴子移動的箱子，且猴子登上箱子時才能摘到香 蕉，問猴子在某一狀態(tài)下設(shè)猴子位置為a，箱子位置為b,香蕉位置為c，如何行動可摘取到香蕉。1、綜合數(shù)據(jù)庫定義 5 元組M, B, Box, On, HM :猴子的位置B:香蕉的位置Box：箱子的位置On=0：猴子在地板上On=1:猴子在箱子上H=0：猴子沒有抓到香蕉H=1 :猴子抓到了香蕉2, 規(guī)那么集rl: IF

20、 (x. y. z. 0. 0) THEN (w. y. z. 0. 0)報了從 x 處走到 w 處12 IF (x; vn x 0. 0) THEN (z. y. z. 0. 0)如果iff 了和箱了化起*猴子將箱亍推到玄處1j： IF(x.y,x. 0, 0)THEN(x. y,x. L 0)加果肢子和箱子在一起，狐子抵到箱了上r4: IF(X. y. x 1 0) THEN (x. y, x Q 0)如果挨子在箱子上,猴子從箱子匕卜來 r5:IF(x.!t?xt 0)THEV(x;?cx. 1.1)如果箱子在香蕉處，猴子在箱子上，猴子摘到香蕉 Jtd1 x.y z. w 為變我3, 初始狀態(tài)(c. a b.0h0)4, 結(jié)束狀態(tài)'xl,x4. 1 )具中工1x4為