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：

=>

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)