人工智能练习题答案[高教成教]

1、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

2、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

3、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

4、码的初始状态和目标状态如下：283=1231648475765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

5、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

6、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)

7、(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)

8、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

9、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(

10、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, 214、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： 姓名：单位(姓，名) 性别：范

11、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

12、）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(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

13、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

14、 ; leftpredicates 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(nMove a disk from ,Loc1, to ,Loc2).21、写出N的阶乘的prolog程序。 domains n,f=integerpredicates factorial(n,f)goal reading(I) factorial(I,F), write(I,”!=”,F)clauses factorial(1,1). factorial(N,Res):- N0, N1=N-1, factorial(N1,FacN1), Res=N* FacN1. 22、用语义网络表达：Every dog has bitten a postman 。课本130页 图5-1923、设S=