江南大学模式识别课后答案
模式识别课后习题答案
• 2.16 证明M ahalanobis距离r符合距离定义三定理，即 – (1) r(a, b) = r(b, a) – (2) 当且仅当a = b时，r(a, b) = 0 – (3) r(a, c) ≤ r(a, b) + r(b, c) 证明： (1) r(a, b) = (a − b)T Σ−1 (a − b) = (b − a)T Σ−1 (b − a) = r(b, a) (2) Σ为半正定矩阵所以r(a, b) = (a − b)T Σ−1 (a − b) ≥ 0，只有当a = b时，才有r(a, b) = 0。 (3) Σ−1 可对角化，Σ−1 = P ΛP T • 2.17 若将Σ−1 矩阵写为：Σ−1 h1d h2d ，证明M ahalanobis距离平方为 . . . hdd
• 2.13 把连续情况的最小错误率贝叶斯决策推广到离散情况，并写出其判别函数。 • 2.14 写出离散情况条件风险R(ai |x)的定义，并指出其决策规则。 解： R(ai |x) = = R(ak |x) = min
c ∑ j =1 c ∑ j =1
λij P (wj |x) λij pቤተ መጻሕፍቲ ባይዱx|wj )P (wj )////omit the same part p(x)
j =1,...,c j =1,...,c
考虑两类问题的分类决策面为：P (w1 |x) = P (w2 |x)，与p(x|w1 )P (w1 ) = p(x|w2 )P (w2 ) 是相同的。 • 2.9 写出两类和多类情况下最小风险贝叶斯决策判别函数和决策面方程。 • 2.10 随机变量l(x)定义为l(x) = p(x|w1 ) ，l(x)又称为似然比，试证明 p(x|w2 )
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模式识别习题及答案
模式识别习题及答案模式识别习题及答案【篇一：模式识别题目及答案】p> t，方差?1?（2,0）-1/2??11/2??1t，第二类均值为，方差，先验概率??（2,2）?122???1??1/21??-1/2p(?1)?p(?2)，试求基于最小错误率的贝叶斯决策分界面。
解根据后验概率公式p(?ix)?p(x?i)p(?i)p(x)，(2’)及正态密度函数p(x?i)?t(x??)?i(x??i)/2] ,i?1,2。
(2’) i?1基于最小错误率的分界面为p(x?1)p(?1)?p(x?2)p(?2)，(2’) 两边去对数，并代入密度函数，得(x??1)t?1(x??1)/2?ln?1??(x??2)t?2(x??2)/2?ln?2(1) (2’)1?14/3-2/3??4/32/3??1由已知条件可得?1??2，?1，?2??2/34/3?，(2’)-2/34/31设x?(x1,x2)t，把已知条件代入式（1），经整理得x1x2?4x2?x1?4?0，(5’)二、（15分）设两类样本的类内离散矩阵分别为s1??11/2?, ?1/21?-1/2??1tt,各类样本均值分别为?1?，?2?，试用fisher准（1,0）（3,2）s2-1/21??（2,2）的类别。
则求其决策面方程，并判断样本x?解：s?s1?s2??t20?(2’) ??02?1/20??-2??-1?*?1w?s()?投影方向为12?01/22?1? (6’) ???阈值为y0?w(?1??2)/2??-1-13 (4’)*t2?1?给定样本的投影为y?w*tx??2-1?24?y0，属于第二类(3’) ??1?三、（15分）给定如下的训练样例实例 x0 x1 x2 t(真实输出) 1 1 1 1 1 2 1 2 0 1 3 1 0 1 -1 4 1 1 2 -1用感知器训练法则求感知器的权值，设初始化权值为w0?w1?w2?0；1 第1次迭代2 第2次迭代（4’）（2’）3 第3和4次迭代四、（15分）i. 推导正态分布下的最大似然估计；ii. 根据上步的结论，假设给出如下正态分布下的样本，估计该部分的均值和方差两个参数。
模式识别(三)课后上机作业参考解答
“模式识别(三).PDF”课件课后上机选做作业参考解答(武大计算机学院袁志勇, Email: yuanzywhu@) 上机题目：两类问题，已知四个训练样本ω1={(0,0)T,(0,1)T}；ω2={(1,0)T,(1,1)T}使用感知器固定增量法求判别函数。
设w1=(1,1,1)Tρk=1试编写程序上机运行(使用MATLAB、 C/C++、C#、JA V A、DELPHI等语言中任意一种编写均可)，写出判别函数，并给出程序运行的相关运行图表。
这里采用MATLAB编写感知器固定增量算法程序。
一、感知器固定增量法的MATLAB函数编写感知器固定增量法的具体内容请参考“模式识别(三).PDF”课件中的算法描述，可将该算法编写一个可以调用的自定义MATLAB函数：% perceptronclassify.m%% Caculate the optimal W by Perceptron%% W1-3x1 vector, initial weight vector% Pk-scalar, learning rate% W -3x1 vector, optimal weight vector% iters - scalar, the number of iterations%% Created: May 17, 2010function [W iters] = perceptronclassify(W1,Pk)x1 = [0 0 1]';x2 = [0 1 1]';x3 = [1 0 1]';x4 = [1 1 1]';% the training sampleWk = W1;FLAG = 0;% iteration flagesiters = 0;if Wk'*x1 <= 0Wk =Wk + x1;FLAG = 1;endif Wk'*x2 <= 0Wk =Wk + x2;FLAG = 1;endif Wk'*x3 >= 0Wk=Wk-x3;FLAG = 1; endif Wk'*x4 >= 0Wk =Wk -x4; FLAG = 1; enditers = iters + 1; while (FLAG) FLAG = 0; if Wk'*x1 <= 0Wk = Wk + x1; FLAG = 1; endif Wk'*x2 <= 0Wk = Wk + x2; FLAG = 1; endif Wk'*x3 >= 0 Wk = Wk - x3; FLAG = 1; endif Wk'*x4 >= 0 Wk = Wk - x4; FLAG = 1; enditers = iters + 1; endW = Wk;二、程序运行程序输入：初始权向量1W , 固定增量大小k ρ 程序输出：权向量最优解W , 程序迭代次数iters 在MATLAB 7.X 命令行窗口中的运行情况： １、初始化1[111]T W = 初始化W 1窗口界面截图如下：２、初始化1kρ=初始化Pk 窗口界面截图如下：３、在MATLAB 窗口中调用自定义的perceptronclassify 函数由于perceptronclassify.m 下自定义的函数文件，在调用该函数前需要事先[Set path…]设置该函数文件所在的路径，然后才能在命令行窗口中调用。
大学模式识别考试题及答案详解完整版
大学模式识别考试题及答案详解HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】一、填空与选择填空（本题答案写在此试卷上，30分）1、模式识别系统的基本构成单元包括：模式采集、特征提取与选择和模式分类。
2、统计模式识别中描述模式的方法一般使用特真矢量；句法模式识别中模式描述方法一般有串、树、网。
3、聚类分析算法属于（1）；判别域代数界面方程法属于（3）。
（1）无监督分类 (2)有监督分类（3）统计模式识别方法（4）句法模式识别方法4、若描述模式的特征量为0-1二值特征量，则一般采用（4）进行相似性度量。
（1）距离测度（2）模糊测度（3）相似测度（4）匹配测度5、下列函数可以作为聚类分析中的准则函数的有（1）（3）（4）。
（1）（2） (3)(4)6、Fisher线性判别函数的求解过程是将N维特征矢量投影在（2）中进行。
（1）二维空间（2）一维空间（3）N-1维空间7、下列判别域界面方程法中只适用于线性可分情况的算法有（1）；线性可分、不可分都适用的有（3）。
（1）感知器算法（2）H-K算法（3）积累位势函数法8、下列四元组中满足文法定义的有（1）（2）（4）。
（1）({A, B}, {0, 1}, {A01, A 0A1 , A 1A0 , B BA , B 0}, A)（2）({A}, {0, 1}, {A0, A 0A}, A)（3）({S}, {a, b}, {S 00S, S 11S, S 00, S 11}, S)（4）({A}, {0, 1}, {A01, A 0A1, A 1A0}, A)二、(15分)简答及证明题（1）影响聚类结果的主要因素有那些？（2）证明马氏距离是平移不变的、非奇异线性变换不变的。
答：（1）分类准则，模式相似性测度，特征量的选择，量纲。
（2）证明：(2分)(2分)(1分)设，有非奇异线性变换：(1分)(4分)三、(8分)说明线性判别函数的正负和数值大小在分类中的意义并证明之。
模式识别习题及答案
模式识别习题及答案模式识别习题及答案模式识别是人类智能的重要组成部分，也是机器学习和人工智能领域的核心内容。
通过模式识别，我们可以从大量的数据中发现规律和趋势，进而做出预测和判断。
本文将介绍一些模式识别的习题，并给出相应的答案，帮助读者更好地理解和应用模式识别。
习题一：给定一组数字序列，如何判断其中的模式？答案：判断数字序列中的模式可以通过观察数字之间的关系和规律来实现。
首先，我们可以计算相邻数字之间的差值或比值，看是否存在一定的规律。
其次，我们可以将数字序列进行分组，观察每组数字之间的关系，看是否存在某种模式。
最后，我们还可以利用统计学方法，如频率分析、自相关分析等，来发现数字序列中的模式。
习题二：如何利用模式识别进行图像分类？答案：图像分类是模式识别的一个重要应用领域。
在图像分类中，我们需要将输入的图像分为不同的类别。
为了实现图像分类，我们可以采用以下步骤：首先，将图像转换为数字表示，如灰度图像或彩色图像的像素矩阵。
然后，利用特征提取算法，提取图像中的关键特征。
接下来，选择合适的分类算法，如支持向量机、神经网络等，训练模型并进行分类。
最后，评估分类结果的准确性和性能。
习题三：如何利用模式识别进行语音识别？答案：语音识别是模式识别在语音信号处理中的应用。
为了实现语音识别，我们可以采用以下步骤：首先，将语音信号进行预处理，包括去除噪声、降低维度等。
然后，利用特征提取算法，提取语音信号中的关键特征，如梅尔频率倒谱系数（MFCC）。
接下来，选择合适的分类算法，如隐马尔可夫模型（HMM）、深度神经网络（DNN）等，训练模型并进行语音识别。
最后，评估识别结果的准确性和性能。
习题四：如何利用模式识别进行时间序列预测？答案：时间序列预测是模式识别在时间序列分析中的应用。
为了实现时间序列预测，我们可以采用以下步骤：首先，对时间序列进行平稳性检验，确保序列的均值和方差不随时间变化。
然后，利用滑动窗口或滚动平均等方法，将时间序列划分为训练集和测试集。
模式识别习题及答案-精品资料
第一章 绪论1.什么是模式？具体事物所具有的信息。
模式所指的不是事物本身，而是我们从事物中获得的___信息__。
2.模式识别的定义？让计算机来判断事物。
3.模式识别系统主要由哪些部分组成？数据获取—预处理—特征提取与选择—分类器设计/ 分类决策。
第二章 贝叶斯决策理论1.最小错误率贝叶斯决策过程？ 答：已知先验概率，类条件概率。
利用贝叶斯公式 得到后验概率。
根据后验概率大小进行决策分析。
2.最小错误率贝叶斯分类器设计过程？答：根据训练数据求出先验概率类条件概率分布 利用贝叶斯公式得到后验概率 如果输入待测样本X ，计算X 的后验概率根据后验概率大小进行分类决策分析。
3.最小错误率贝叶斯决策规则有哪几种常用的表示形式？答：4.贝叶斯决策为什么称为最小错误率贝叶斯决策？答：最小错误率Bayes 决策使得每个观测值下的条件错误率最小因而保证了（平均）错误率 最小。
Bayes 决策是最优决策：即，能使决策错误率最小。
5.贝叶斯决策是由先验概率和（类条件概率）概率，推导（后验概率）概率，然后利用这个概率进行决策。
6.利用乘法法则和全概率公式证明贝叶斯公式答：∑====m j Aj p Aj B p B p A p A B p B p B A p AB p 1)()|()()()|()()|()(所以推出贝叶斯公式7.朴素贝叶斯方法的条件独立假设是（P(x| ωi) =P(x1, x2, …, xn | ωi)⎩⎨⎧∈>=<211221_,)(/)(_)|()|()(w w x w p w p w x p w x p x l 则如果∑==21)()|()()|()|(j j j i i i w P w x P w P w x P x w P 2,1),(=i w P i 2,1),|(=i w x p i ∑==21)()|()()|()|(j j j i i i w P w x P w P w x P x w P ∑===M j j j i i i i i A P A B P A P A B P B P A P A B P B A P 1)()|()()|()()()|()|(= P(x1| ωi) P(x2| ωi)… P(xn| ωi)）8.怎样利用朴素贝叶斯方法获得各个属性的类条件概率分布？答：假设各属性独立，P(x| ωi) =P(x1, x2, …, xn | ωi) = P(x1| ωi) P(x2| ωi)… P(xn| ωi)后验概率：P(ωi|x) = P(ωi) P(x1| ωi) P(x2| ωi)… P(xn| ωi)类别清晰的直接分类算，如果是数据连续的，假设属性服从正态分布，算出每个类的均值方差，最后得到类条件概率分布。
模式识别第3章部分习题解答
Problem 1
• a When θ = 1 p(x|θ) = Plot as follows:
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 2 4 6 8 10 exp(-x)
e−x , x ≥ 0 0 others
When x = 2 we get: p(x|θ) = Plot as follows:
0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0 0.5 1 1.5 2
θe−2θ , x ≥ 0 0 others
x*exp(-2*x)
2.5
3
3.5
4
4.5
5
• b
x1 , · · · , xn p(x|θ), and xi are independently. Then we define the log-likelihood as follows:
Which is Eqs.46.
P (X |θ) =
i=1
xi θi (1 − θi )( 1 − xi )
hence,
n d
P (X 1 , ..., X n |θ) =
k=1 i=1
θi i (1 − θi )(1 − xk i)
xk
And the likelihood function:
n d k xk i ln θi + (1 − xi ) ln(1 − xi ) k=1 i=1
n
n
xi = 0
i=1
1 n
n i=1
xi
n→∞
xi −(x + 1)e−x |∞ 0 = 1
Problem 2
模式识别课后习题答案
– (1) E{ln(x)|w1} = E{ln+1(x)|w2} – (2) E{l(x)|w2} = 1 – (3) E{l(x)|w1} − E2{l(x)|w2} = var{l(x)|w2}（教材中题目有问题） 证∫ 明ln+：1p对(x于|w(12))，dxE={ln∫(x()∫p(|wp(x(1x|}w|w=1)2))∫n)+nl1nd(xx)所p(x以|w∫，1)Ed{xln=(x∫)|w(1p(}p(x(=x|w|Ew1)2{))ln)n+n+11d(xx)又|wE2}{ln+1(x)|w2} = 对于(2)，E{l(x)|w2} = l(x)p(x|w2)dx = p(x|w1)dx = 1
对于(3)，E{l(x)|w1} − E2{l(x)|w2} = E{l2(x)|w2} − E2{l(x)|w2} = var{l(x)|w2}
• 2.11 xj(j = 1, 2, ..., n)为n个独立随机变量，有E[xj|wi] = ijη，var[xj|wi] = i2j2σ2，计 算在λ11 = λ22 = 0 及λ12 = λ21 = 1的情况下，由贝叶斯决策引起的错误率。（中心极限 定理）
R2
R1
容易得到
∫
∫
p(x|w2)dx = p(x|w1)dx
R1
R2
所以此时最小最大决策面使得P1(e) = P2(e)
• 2.8 对于同一个决策规则判别函数可定义成不同形式，从而有不同的决策面方程，指出 决策区域是不变的。
3
模式识别(第二版)习题解答
模式识别_习题答案
1、PCA和LDA的区别？PCA是一种无监督的映射方法，LDA是一种有监督的映射方法。
PCA只是将整组数据映射到最方便表示这组数据的坐标轴上，映射时没有利用任何数据内部的分类信息。
因此，虽然做了PCA后，整组数据在表示上更加方便（降低了维数并将信息损失降到了最低），但在分类上也许会变得更加困难；LDA在增加了分类信息之后，将输入映射到了另外一个坐标轴上，有了这样一个映射，数据之间就变得更易区分了（在低纬上就可以区分，减少了很大的运算量），它的目标是使得类别内的点距离越近越好，类别间的点越远越好。
2、最大似然估计和贝叶斯方法的区别？p(x|X)是概率密度函数，X是给定的训练样本的集合，在哪种情况下，贝叶斯估计接近最大似然估计？最大似然估计把待估的参数看做是确定性的量，只是其取值未知。
利用已知的样本结果，反推最有可能（最大概率）导致这样结果的参数值(模型已知，参数未知）。
贝叶斯估计则是把待估计的参数看成是符合某种先验概率分布的随机变量。
对样本进行观测的过程，把先验概率密度转化为后验概率密度，利用样本的信息修正了对参数的初始估计值。
当训练样本数量趋于无穷的时候，贝叶斯方法将接近最大似然估计。
如果有非常多的训练样本，使得p(x|X)形成一个非常显著的尖峰，而先验概率p(x)又是均匀分布，此时两者的本质是相同的。
3、为什么模拟退火能够逃脱局部极小值？在解空间内随机搜索，遇到较优解就接受，遇到较差解就按一定的概率决定是否接受，这个概率随时间的变化而降低。
实际上模拟退火算法也是贪心算法，只不过它在这个基础上增加了随机因素。
这个随机因素就是：以一定的概率来接受一个比单前解要差的解。
通过这个随机因素使得算法有可能跳出这个局部最优解。
4、最小错误率和最小贝叶斯风险之间的关系？基于最小风险的贝叶斯决策就是基于最小错误率的贝叶斯决策，换言之，可以把基于最小错误率决策看做是基于最小风险决策的一个特例，基于最小风险决策本质上就是对基于最小错误率公式的加权处理。
江南大学《系统辨识》试卷部分答案
江南大学《系统辨识》实体部分参考答案一、【每小题2分，其中10小题，共计20分】假设a ，b ，c ，d ，i θ是未知参数，υ 是噪声，写出下列系统的辨识模型(1) 12()t y t t e θθ=++解答：12()()()[1,][,]t T T Te y t t t t ϕθϕθθθ⎧-+=⎪=⎨⎪=⎩(2) 12()2cos()t y t t e t θθ=+++解答：122cos()()()()[1,][,]t T T T e t y t t t t ϕθϕθθθ⎧--+=⎪=⎨⎪=⎩(3) 21231()()y t t t t θθυθ=+++解答： 2123()()()()[1,,]1[,,]T T Ty t t t t t t ϕθυϕθθθθ⎧⎪=+⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩(4) 123()()t y t t e t θθθυ=++++解答：132()()()()[1,][,]t T T T y t e t t t t ϕθυϕθθθθ⎧-=+⎪=⎨⎪=+⎩(5) ()()()()()()()()1212......n n y t ax t bx t cx t dx t x t x t t υ=+++++ 解答：()()()()()()()1212()()()[,,...,,...][,,...,,]T T n n T y t t v t t x t x t x t x t x t x t a b c d ϕθϕθ⎧=+⎪=⎨⎪=⎩二、【每个2分，共计20分】假设i θ是未知参数，υ是噪声，写出下列系统辨识模型(1) 123()1t y t t e θθθ=+++解答： 1231()()()[1,,][,,]T T t T y t t t t e ϕθϕθθθθ⎧-+=⎪=⎨⎪=⎩(2) 212()()()...()()m m y t u t u t u t t θθθυ=++++解答：212()()()()[(),(),...,()][,,...,]T T m T m y t t t t u t u t u t ϕθυϕθθθθ⎧=+⎪=⎨⎪=⎩(3) 1234()()(1)(2)(1)(2)()y t t y t y t u t u t t θθθθυ+-+-=-+-+ 解答：()12341234()()(1)(2)(1)(2)()()()()[(1),(2),1,(2)][,,,]T T T y t t y t y t u t u t t t t t y t y t u t u t θθθθυϕθυϕθθθθθ⎧=----+-+-+=+⎪=------⎨⎪=⎩(4) 123()sin(/)(1)(1)cos()()y t t y t u t t t θπθθυ+-=-++解答：()123123()()s i n (/)(1)(1)c o s ()()()()()[s i n (/)(1),1,c o s ()][,,]T T T y t t t y t u t t t t t t t y t u t t θπθθυϕθυϕπθθθθ⎧=--+-++=+⎪=---⎨⎪=⎩ (5) 2()()()2s i n (/)y t a u t b u t c d t π=+++ 解答： 2()()()[(),(),2,sin(/)][,,,]T T T y t t t u t u t t a b c d ϕθϕπθ⎧=⎪=⎨⎪=⎩三、【10分】设三阶MA 模型为)3()2()1()()(321-+-+-+=t v d t v d t v d t v t y .其中，{})(t y 是已知观测序列，{})(t v 是零均值方差为2σ的随机白噪声序列，其便是模型为 )()()(t v t t y T +=θϕ● 写出信息向量)(t ϕ和参数向量θ的表达式● 写出θ的递推增广最小二乘(RELS)辨识算法.解答：)()()(t v t t y T +=θϕ)]3(),2(),1([)(---=t v t v t v t T θ其中，T d d d ],,[321=θ算法如下：的RELS R -θ)(ˆ)1()(ˆ1)(ˆ)1()(ˆ)()()]1(ˆ)(ˆ)()[()1(ˆ)(ˆt t p t t t p t t p t L t t t y t L t t T ϕϕϕϕθϕθθ-+-==--+-= )1()](ˆ)(1[)(--=t p t t L t p T ϕI p p 0)0(= T T T T d d d t t t t t v t v t v t v t ]ˆˆˆ[)(ˆ)(ˆ)(ˆ)()()]3(ˆ),2(ˆ),1(ˆ[)(ˆ321=-=---=θθϕϕϕ四、证明题【每小题2分，其中5题，计10分】设n T R t t t t t p t p ∈≥+-=--)(,0)(),()()1()(211ϕϕϕϕ格式阶单位矩阵，证明以下为n I I p n n ,)0(=（1）)()(t t p ϕ )()1()(1)()1(t t p t t t p T ϕϕϕ-+-= （2）1)()()(≤t t p t T ϕϕ(3) )()()(1)()()()1(t t p t t t p t t p T ϕϕϕϕ-=-(4) )()1()()()()()(2t t p t p t t t p t T T ϕϕϕϕ-≤(5) 1()()(1)()T t t p t p t t ϕϕ∞=-∞∑(6) )()()(21t t p t t T ϕϕ∑∞=∞解答：(1)11()(1)()()T p t p t t t ϕϕ--=-+ ①对①式用矩阵求逆引理，则1()(1)(1)()[()(1)()]()(1)T T p t p t p t t I t p t t t p t ϕϕϕϕ-=---+-- 对上式两边乘)(t ϕ，可得)()1()(1)()1()()()1()()1()()(t t p t t t p t t t p t t p t t p T T ϕϕϕϕϕϕϕ-+----= )()1()(1)()1(t t p t t t p T ϕϕϕ-+-= （2）∵ )()1()(1)()1()()(t t p t t t p t t p T ϕϕϕϕ-+-=② 对②式左乘)(t Tϕ，可得)()1()(1)()1()()()()(t t p t t t p t t t p t T T T ϕϕϕϕϕϕ-+-= ∵0)1(≥-t p ∴1)()()(≤t t p t T ϕϕ （3）对①右乘p(t),可得)()()()()1(1t p t t t p t p IT ϕϕ+-=- ③ 面对③左乘)1(-t p ,右乘)(t ϕ，则有)()()()()1()()()()1(t t p t t t p t t p t t p T ϕϕϕϕϕ-+=- ④ 移向合并，可得)()()(1)()()()1(t t p t t t p t t p T ϕϕϕϕ-=-④对②式左乘(t)p(t) T ϕ，得)()1()(1)()1()()()()()(t t p t t t p t p t t t p t T T TT ϕϕϕϕϕϕ-+-= ∵0)1(≥-t p ∴0)()1()(≥-t t p t T ϕϕ∴)()1()()()()()(t t p t p t t t p t T T T ϕϕϕϕ-≤(1)()(1)()()()T p t p t p t t t p t ϕϕ-=+-∴11(1)()()()()(0)()T t i p t t t p t p t p p ϕϕ∞∞==-=∆=-∞∑∑ ⑤ ∵)()()1()(11t t t p t p T ϕϕ+-=--11(0)()()T t p t t ϕϕ∞-==+∑ ∴)0()(11--≥p t p∴when ∞→t ，则)()0(∞≥p p对⑤式两队取迹，得)]()1()()([)]()()()1([11t t p t p t tr t p t t t p tr i T i Tϕϕϕϕ-=-∑∑∞=∞= [(0)()]tr p p =-∞∞⑥∵)()1()()()()()(t t p t p t t t p t T T T ϕϕϕϕ-≤∴∞-≤∑∑∞=∞= )]()1()()()()()(11t t p t p t t t p t t T T t T ϕϕϕϕ。
模式识别习题答案
1 ．设有下列语句，请用相应的谓词公式把它们表示出来：（1）有的人喜欢梅花，有的人喜欢菊花，有的人既喜欢梅花又喜欢菊花。
答：定义谓词： MAN（X）：X是人， LIKE（X，Y）：X喜欢Y ((X)(MAN(X)∧LIKE(X, 梅花))∧((Y)(MAN(Y)∧LIKE(Y,菊花))∧((Z)(MAN(Z)∧(LIKE(Z,梅花)∧LIKE(Z,菊花))（2）他每天下午都去打篮球。
答：定义谓词：TIME(X):X是下午PLAY(X,Y):X去打Y（X）TIME(X) PLAY(他,篮球)（3）并不是每一个人都喜欢吃臭豆腐。
定义谓词：MAN（X）：X是人LIKE（X，Y）：X喜欢吃Y┐（（X）MAN（X） LIKE（X，CHOUDOUFU））2 ．请对下列命题分别写出它的语义网络：（1）钱老师从 6 月至 8 月给会计班讲《市场经济学》课程。
（2）张三是大发电脑公司的经理，他 35 岁，住在飞天胡同 68 号。
（3）甲队与乙队进行蓝球比赛，最后以 89 ： 102 的比分结束。
3. 框架表示法一般来讲，教师的工作态度是认真的，但行为举止有些随便，自动化系教师一般来讲性格内向，喜欢操作计算机。
方园是自动化系教师，他性格内向，但工作不刻苦。
试用框架写出上述知识，并求出方圆的兴趣和举止？答：框架名：<教师>继承：<职业>态度：认真举止：随便框架名：<自动化系教师>继承：<教师>性格：内向兴趣：操作计算机框架名：<方园> 继承：<自动化系教师>性格：内向态度：不刻苦兴趣：操作计算机举止：随便4. 剧本表示法作为一个电影观众，请你编写一个去电影院看电影的剧本。
答：(1) 开场条件(a) 顾客想看电影(b) 顾客在足够的钱(2) 角色顾客，售票员，检票员，放映员(3) 道具钱，电影票（4) 场景场景1 购票1. 顾客来到售票处2. 售票员把票给顾客3. 顾客把钱给售票员4. 顾客走向电影院门场景2 检票1. 顾客把电影票给检票员2. 检票员检票3. 检票员把电影票还给顾客4. 顾客进入电影院场景3 等待1. 顾客找到自己的座位2. 顾客坐在自己座位一等待电影开始场景4 观看电影1. 放映员播放电影2. 顾客观看电影场景5 离开(a) 放映员结束电影放映(b) 顾客离开电影院(5) 结果(a) 顾客观看了电影(b) 顾客花了钱5. 状态空间表示法三个传教士和三个野人来到河边，有一条船可供一人或两人乘渡，在渡河过程中，任一岸的野人数若大于传教士人数，野人就会吃掉传教士。
模式识别第二版答案完整版
1. 对c类情况推广最小错误率率贝叶斯决策规则； 2. 指出此时使错误率最小等价于后验概率最大，即P (wi|x) > P (wj|x) 对一切j ̸= i
成立时，x ∈ wi。
2
模式识别(第二版)习题解答
解：对于c类情况，最小错误率贝叶斯决策规则为： 如果 P (wi|x) = max P (wj|x)，则x ∈ wi。利用贝叶斯定理可以将其写成先验概率和
(2) Σ为半正定矩阵所以r(a, b) = (a − b)T Σ−1(a − b) ≥ 0，只有当a = b时，才有r(a, b) = 0。
(3) Σ−1可对角化，Σ−1 = P ΛP T
h11 h12 · · · h1d
• 2.17 若将Σ−1矩阵写为：Σ−1 = h...12
h22 ...
P (w1) P (w2)
= 0。所以判别规则为当(x−u1)T (x−u1) > (x−u2)T (x−u2)则x ∈ w1,反
之则s ∈ w2。即将x判给离它最近的ui的那个类。
[
• 2.24 在习题2.23中若Σ1 ̸= Σ2，Σ1 =
1
1
2
策规则。
1]
2
1
，Σ2
=
[ 1
−
1 2
−
1 2
] ，写出负对数似然比决
1
6
模式识别(第二版)习题解答
解：
h(x) = − ln [l(x)]
= − ln p(x|w1) + ln p(x|w2)
=
1 2 (x1
−
u1)T
Σ−1 1(x1
−
u1)
−
1 2 (x2
(完整word版)模式识别第二章习题解答
题1：画出给定迭代次数为n的系统聚类法的算法流程框图题2：对如下5个6维模式样本，用最小聚类准则进行系统聚类分析x1: 0， 1， 3， 1, 3, 4 x2： 3， 3, 3， 1， 2, 1 x3： 1， 0, 0， 0, 1, 1 x4： 2， 1, 0, 2, 2， 1x5： 0, 0， 1， 0, 1, 0第1步：将每一样本看成单独一类,得(0)(0)(0)112233(0)(0)4455{},{},{}{},{}G x G x G x Gx Gx =====计算各类之间的欧式距离，可得距离矩阵(0)D第2步:矩阵(0)D (0)3G 和(0)5G 之间的距离，将他们合并为一类,得新的分类为(1)(0)(1)(0)(1)(0)(0)(1)(0)112233544{},{},{,},{}G G G G G G G G G ====计算聚类后的距离矩阵(1)D第3步：由于(1)D ，它是(1)3G 与(1)4G 之间的距离,于是合并(1)3G 和(1)4G ，得新的分类为 (2)(1)(2)(2)(2)(1)(1)1122334{},{},{,}G G G G G G G ===同样,按最小距离准则计算距离矩阵(2)D ，得第4步：同理得(3)(2)(3)(2)(2)11223{},{,}G G G G G ==满足聚类要求，如聚为2类，聚类完毕。
题3：选2k =，11210(1),(1)z x z x ==，用K —均值算法进行聚类分析第一步：选取1121007(1),(1)06z x z x ⎛⎫⎛⎫==== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭第二步：根据聚类中心进行聚类，得到1123456782910111220(1){,,,,,,,}(1){,,,,}S x x x x x x x x S x x x x x ==第三步：计算新的聚类中心121128(1)1291020(1)2 1.250011(2)() 1.125087.666711(2)()7.333312x S x S z x x x x N z x x x x N ∈∈⎛⎫==+++= ⎪⎝⎭⎛⎫==+++= ⎪⎝⎭∑∑第四步：因(2)(1),1,2j j z z j ≠=,故回到第二步 第二步：根据新的聚类中心重新进行聚类，得到1123456782910111220(2){,,,,,,,}(2){,,,,}S x x x x x x x x S x x x x x ==第三步：计算新的聚类中心121128(2)1291020(2)2 1.250011(3)() 1.125087.666711(3)()7.333312x S x S z x x x x N z x x x x N ∈∈⎛⎫==+++= ⎪⎝⎭⎛⎫==+++= ⎪⎝⎭∑∑第四步：(3)(2),1,2j j z z j ==,所以算法收敛，得聚类中心为121.25007.6667,1.12507.3333z z ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭迭代结束。
(完整word版)模式识别习题解答第五章全文
可编辑修改精选全文完整版题1：设有如下三类模式样本集ω1，ω2和ω3,其先验概率相等,求Sw 和Sb ω1：{（1 0)T, (2 0) T, (1 1） T} ω2：｛（—1 0）T, （0 1) T ， （-1 1) T}ω3：｛（-1 -1）T ， （0 -1） T ， (0 -2） T ｝解：由于本题中有三类模式，因此我们利用下面的公式：b S =向量类模式分布总体的均值为C ,))()((00031m m m m m P t i i i i --∑=ω，即：i 31i i 0m )p(E{x }m ∑===ωi m 为第i 类样本样本均值⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--+⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=--=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-+--=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---++-=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-+-=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++=∑=81628113811381628112181448144811681498149814981498116814481448112131911949119497979797949119491131)m m )(m m ()(P S 919134323131323431m 343121100131m 323211010131m ;313410012131m t 0i 0i 31i i b10321ω；333t(i)(i)k k w i i i i i i i i 1i 11111S P()E{(x-m )(x-m )/}C [(x m )(x m )33361211999271612399279Tk ωω====•==--⎡⎤⎡⎤--⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦∑∑∑题2:设有如下两类样本集，其出现的概率相等： ω1:{(0 0 0)T , (1 0 0) T ， （1 0 1） T ， （1 1 0) T ｝ω2：{(0 0 1）T , （0 1 0） T , （0 1 1） T , (1 1 1） T ｝用K-L 变换，分别把特征空间维数降到二维和一维，并画出样本在该空间中的位置.解:把1w 和2w 两类模式作为一个整体来考虑，故0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1x ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭0.5{}0.50.5m E x ⎛⎫⎪== ⎪ ⎪⎝⎭协方差矩阵0.25 0 0{()()} 0 0.25 0 0 0 0.25x C E x m x m ⎛⎫ ⎪'=--= ⎪ ⎪⎝⎭从题中可以看出，协方差矩阵x C 已经是个对角阵，故x C 的本征值1230.25λλλ===其对应的本征向量为： 1231000,1,0001φφφ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪=== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭若要将特征空间维数降到二维,因本题中三个本征值均相等，所以可以任意选取两个本征向量作为变换矩阵,在这里我们取1φ和2φ，得到100100⎛⎫⎪Φ= ⎪ ⎪⎝⎭。
（完整word版）模式识别试题答案
（完整word版）模式识别试题答案模式识别非学位课考试试题考试科目：模式识别考试时间考生姓名：考生学号任课教师考试成绩一、简答题（每题6分，12题共72分）：1、监督学习和非监督学习有什么区别？参考答案：当训练样本的类别信息已知时进行的分类器训练称为监督学习，或者由教师示范的学习；否则称为非监督学习或者无教师监督的学习。
2、你如何理解特征空间？表示样本有哪些常见方法？参考答案：由利用某些特征描述的所有样本组成的集合称为特征空间或者样本空间，特征空间的维数是描述样本的特征数量。
描述样本的常见方法：矢量、矩阵、列表等。
3、什么是分类器？有哪些常见的分类器？参考答案：将特征空中的样本以某种方式区分开来的算法、结构等。
例如：贝叶斯分类器、神经网络等。
4、进行模式识别在选择特征时应该注意哪些问题？参考答案：特征要能反映样本的本质；特征不能太少，也不能太多；要注意量纲。
5、聚类分析中，有哪些常见的表示样本相似性的方法？参考答案：距离测度、相似测度和匹配测度。
距离测度例如欧氏距离、绝对值距离、明氏距离、马氏距离等。
相似测度有角度相似系数、相关系数、指数相似系数等。
6、你怎么理解聚类准则？参考答案：包括类内聚类准则、类间距离准则、类内类间距离准则、模式与类核的距离的准则函数等。
准则函数就是衡量聚类效果的一种准则，当这种准则满足一定要求时，就可以说聚类达到了预期目的。
不同的准则函数会有不同的聚类结果。
7、一种类的定义是：集合S 中的元素x i 和x j 间的距离d ij 满足下面公式：∑∑∈∈≤-S x S x ij i jh d k k )1(1，d ij ≤ r ，其中k 是S 中元素的个数，称S 对于阈值h ，r 组成一类。
请说明，该定义适合于解决哪一种样本分布的聚类？参考答案：即类内所有个体之间的平均距离小于h ，单个距离最大不超过r ，显然该定义适合团簇集中分布的样本类别。
8、贝叶斯决策理论中，参数估计和非参数估计有什么区别？参考答案：参数估计就是已知样本分布的概型，通过训练样本确定概型中的一些参数；非参数估计就是未知样本分布概型，利用Parzen 窗等方法确定样本的概率密度分布规律。
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课程作业十二 一、Agent 体系中的 Agent 联盟的工作方式？ 二、机器人规划的基本任务是什么？
３.树根的代价即为解树的代价，计算时是从树叶开始自下而上逐层 计算而求得的，根是指初始节点 S0。 X 是与节点的两种计算公式为： 《1》g(x)=∑{c(x,yi)+g(yi)} 1≤i≤n 称为和代价法。
《2》g(x)=max{c(x,yi)+g(yi)} 1≤i≤n 称为最大代价法。
课程作业五 一、写出下面命题的产生式规则： 1．如果学生的学习刻苦了，那成绩一定会上升。 2．如果速度慢了，则时间一定会长。
¬f(B)∨¬f(D)
--(5)
则：(1)、(4)èf(B) ∨¬f(C) --(6)
(2)、(6) èf(B)
--(7)
(5)、(7) è¬f(D)
--(8)
(8)、(3) èf(C) 所以，最后得出 C 是罪犯。
课程作业四 简答题： 1、什么是启发式搜索，什么是启发式信息。启发式搜索具体有哪些 搜索。 2、状态图表示中的三元组分别是什么？ 3、解树的代价是指什么？写出 X 是与节点的两种计算公式。
参考答案： １、SSP 即业务交换点，实际就是交换机，只用来完成基本呼叫处理。 SSP 即业务控制点，位于 SSP 之上，用来存放智能服务程序和数据。 SCP、SSP 的实时连接通过公共信道信令网实现。SSP 将业务请求提交 给 SCP，SCP 通过查询智能业务数据库，将业务请求解释为 SSP 所能够 进行的处理，这些处理再由 SCP 下达给 SSP。
江南大学信息工程学院
《人工智能》课程作业
课程作业一 一、判断题: 1、人工智能学科是计算机中研究如何使用计算机具有智能的科学和技 术，它仅仅涉及到计算机技术。 2、只要有智能的实体就是 Agent。 3、人工智能可以表现为智能软件，智能设备，智能网络，还可以表现 为智能计算机，智能机器人和 Agent 系。 4、行为模拟法认为机器对环境的适应性高说明其智能越高。 5、集中式人工智能研究的是个体智能，分布式人工智能研究的是群体 智能。群体智能是个体智能的简单叠力。
参考答案： 一、 １、p(x1,x2,…,xn)形式的符号代表一个确定的特征或关系，其中的
p 为一阶谓词的名称，x1,x2,…,xn 为对象。 ２、函数符号（即谓词名）与个体变元均量化的谓词称为二阶谓词。
３、有 40 条，从 E1 到 E40。其中的摩根定律为： E12：¬(A∧B) <=> ¬A∨¬B E13：¬(A∨B)<=>¬A∧¬B 量词分配律为： E27："x(A(x)∧B(x))<=>"xA(x)∧"xB(x) 量词分配律 E28：$x(A(x)∨B(x))<=>$xA(x)∨$xB(x)
二、简述什么是正面推理，什么是反面推理。
参考答案： 一、１、$ xStudy(x,hard)—higher(x,score)。
２、speed(low)—time(long)
二、正向推理就是从初始事实出发，正向使用规则进行推理，朝目标 方向前进的推理。
反向推理就是从目标出发，反向使用规则进行推理，朝初始事实 或数据方向前进的推理。
二、简答题： 1．人工智能的基本技术有哪几种？ 2．智能机器人应具备的四种机能是什么？
参考答案： 一、× √ √ √ × 二、 １、主要有推理技术、搜索技术、知识表示与知识库技术，归纳技术， 联想技术。 ２、感知机能、思维机能、人机通讯机能、运动机能。
课程作业二 一、判断题： 1．Lisp 是逻辑型程序设计语言。 2．Prolog 是函数型程序设计语言。 3．人工智能中除了 Lisp 和 Prolog 语言，还有其他语言，诸如函数型与 逻辑型相结合的语言，函数型与面向对象相结合的语言 ，逻辑型与面 向对象相结合的语言。 4．表可以分为表头和表尾，而表尾也是一张表。 5．空表是表，也有表头和表尾。 6．递归可以是没有结束条件。
课程作业八 1、什么是推理机？ 2、Prospector 系统的局部推理网络，计算 HYPE 的后验概率。
参考答案： １、所谓推理机，就是实现（机器）推理的程序。这里的推理，是一
个广义的概念，它既包括通常的逻辑推理，也包括基于产生式的 操作。
２、题中 FMGS、PT、RCIB 为初始证据，方框右上角的数字为先验概率， 连线上的一对数表示相应的 LS 和 LN。设 Si 表示观察证据，且用户 告知 C(FMGS|S1)=3，C(PT|S2)=1，C(RCIB|S3)=-2。S1=FMGS， S2=PT (1)由 S1 经 FMGS 直接到 STIR 的概率记为 P(STIR|S1)=P(STIR)+[P(STIR|FMGS)-P(STIR)]*3/5 =0.1+((2.0*O(STIR))/(1+2.0*O(STIR))-0.1)*0.6 =0.1+(0.18-0.1)*0.6 =0.148
参考答案： 一、× × √ √ × × 二、先做递归调用，直到 T 为[]时结束递归，得到 A1=0、B1=5，再一 步一步退回去，做 A=A1+1、B=B1+H。最后结果为： 1 11 6 2 16 5 3 20 4 4 23 3 5 24 1 C=5 D=24
课程作业三 一、简答题： 1．什么是一阶谓词？ 2．什么是二阶谓词？ 3．常用的逻辑等价式有几条，其中的摩根定律和量词分配律。 4．写出求子句集时消去在量词的二种情况。
CF 表示可信度，取值范围为[-1，+1]。 当 CF=1，表示 H 肯定为真，CF=-1，表示 H 肯定为假，CF=0，表示 E 与 H 无关。 CF>0，表示 H 非 100%为真，CF<0，表示 H 非 100%为假。 3、除了真假以外，还有不确定。如（T，F，U）为有一个不确定的三 值逻辑，（T，F，U，U）为有二个不确定的四值逻辑。 4、CF(B)=0.8*0.75=0.6 CF(D1)=0.8*0.8=0.64 , CF(A ^ B)=min(0.75,0.6)=0.6, CF(D2)=0.6*0.7=0.42 , CF(D)=0.42+0.6-0.6*0.42=0.768 CF(B ^ D)=min(0.6,0.768)=0.6 , CF(E)=0.5*0.6=0.3 , CF(B ^ C)=max(0.6,0.8)=0.8
参考答案： １、语法分析、语义分析、语用分析。 ２、（1）相同的事物
（2）事物的一部分 （3）行动的一部分 （4）与行动有关的事物 （5）因果关系 （6）计划次序。 ３、将图 10-4 所示的网络作为主语从句，再将 10－4 中的右边 一半作为谓语部分，两者连接起来即可。
课程作业十一 1、什么是 SCP、SSP，相互间如何协调的？ 2、模糊查询的双重含义是什么？
参考答案： １、boy(x, “打球”) ，girl(x, “逛街”) ２、分层前向网络、反馈前向网络、互连前向网络、广泛互连网络。 ３、遗传（复制），交叉（交换），变异（突变）
课程作业十 1、简单句理解的主要工作是什么？ 2、复合句中句子之间的关系有哪几种？ 3、如果将主语从句作为主语，则写出相应的状态转换网络。
参考答案： 一、若干相距较近的 Agent 通过一个叫做协助者的 Agent 来进行交互，
而远程 Agent 之间的交互和消息发送是由各局部 Agent 群体的协 助者 Agent 协作完成的。这些协助者 Agent 可以实现各种各样的 消息发送协议。 二、在一个特定的工作区域中自动地生成从初始状态到目标状态的 动作序列、运动路经和轨迹的控制程序。规划系统可分为两级： 任务规划子系统和运动规划子系统。
(2)把 P（STIR|S1）视为先验概率，由 S1 与 S2 的“与”S12 经 FMGSPT 到 STIR 的概率记为 P(STIR|S1&S2) =P(STIR|S1)+［P(STIR|S1)&(FMGS&PT))-P(STIR|S1)] *min(3,1)/5 =0.148+((100*O(STIR|S1))/(1+100*O(STIR|S1))-0.148)*0.2 =0.148+(0.945-0.148)*0.2 =0.307 其他计算由同学自己完成。
课程作业九 1、示例 1：boy(“小王”，“打球”)^ boy(“小李”，“打球”)^…… ^boy(“小张”,“打球”) 示例 2：girl(“小赵”，“逛街”)^ girl(“小杨”，“逛街”)^…… ^girl(“小钱”,“逛街”) 可总结出……？ 2、神经入名有哪几类？ 3、遗传算法中有哪几种操作？
４、略。
二、 exp(x，u，y) ∧ exp(x，v，z) ®time(x，y，a),plus(u，v，k)， exp(x，k，a)。
三、
设 f(x)：表示 x 为罪犯。则根据条件可得：
f(A)∨f(B)
--(1)
f(B)∨f(C)
--(2)
f(C)∨f(D)
--(3)
¬f(A)∨¬f(C)
--(4)
二、设有谓词： plus(x，y，z) 表示 x+y=z times(x，y，z) 表示 x*y=z exp(x，y，z) 表示 x**y=z
试用子句形式表示下列句子， 如果 x**u=y，x**v=z，那么 x**(u+V)=y*z 。
三、某村农民王某被害，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 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，试 用归结原理术出谁是罪犯。