人工智能第2章课后习题 参考答案docx.docx

1、人工智能第2章课后习题 参考答案docx第2章知识表示方法部分参考答案2.8设有如下语句，请用相应的谓词公式分别把他们表不出来：(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。解：定义谓词P(x)： x是人L(x,y)： x 喜欢 y其中，y的个体域是梅花，菊花。将知识用谓词表示为：(x )(P(x)L(x,梅花)VL(x,菊花)VL(x,梅花)AL(x,菊花)(2)有人每天下午都去打篮球。解：定义谓词P(x)： x是人B(x)： x打篮球A(y)： y是下午将知识用谓词表示为：(3x)(Vy)(A(y)-B(x)AP(x)(3)新型计算机速度又快，存储容量又大。解：定义谓词

2、NC(x)： x是新型计算机F(x)： x速度快B(x)： x容量大将知识用谓词表示为：(Vx) (NC(x)-F(x)AB(x)(4)不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。解：定义谓词S(x)： x是计算机系学生L(x, pragramming)： x 喜欢编程序U(x,computer)： x使用计算机将知识用谓词表示为：r (Vx) (S(x)-L(x,pragramming)AU(x,computer)(5)凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机。解：定义谓词P(x)： x是人L(x,y)： x 喜欢 y将知识用谓词表不为:(V x) (P(x) A L(x,pragramming)L

3、(x, computer)2.9用谓词表示法求解机器人摞积木问题。设机器人有一只机械手，要处理的世界有一张 桌子，桌上可堆放若干相同的方积木块。机械手有4个操作积木的典型动作：从桌上拣起一块 积木；将手中的积木放到桌之上；在积木上再摞上一块积木；从积木上面拣起一块积木。积木 世界的布局如下图所示。图机器人摞积木问题解：(1)先定义描述状态的谓词CLEAR(x):积木x上面是空的。ON(x, y)：积木x在积木y的上面。ONTABLE(x)：积木x在桌子上。HOLDING(x)：机械手抓住X。HANDEMPTY：机械手是空的。其中,x和y的个体域都是A,B,C。问题的初始状态是：ONTABLE(

4、A)ONTABLE(B)ON(C.A)CLEAR(B)CLEAR(C)HANDEMPTY问题的目标状态是：ONTABLE(C)ON(B, C)ON(A, B)CLEAR(A)HANDEMPTY(2)再定义描述操作的谓词在本问题中，机械手的操作需要定义以下4个谓词：Pickup(x)：从桌面上拣起一块积木x。Putdown(x)：将手中的积木放到桌面上。Stack(x, y)：在积木x上面再摞上一块积木y。Upstack(x, y)：从积木x上面拣起一块积木y。其中，每一个操作都可分为条件和动作两部分，具体描述如下：Pickup(x)条件：ONTABLE(x), HANDEMPTY, CLEAR

5、(x)动作：删除表：ONTABLE(x), HANDEMPTY添加表：HANDEMPTY(x)Putdown(x)条件：HANDEMPTY(x)动作：删除表：HANDEMPTY(x)添加表：ONTABLE(x), CLEAR(x) , HANDEMPTY Stack(x, y)条件：HANDEMPTY(x), CLEAR(y)动作：删除表：HANDEMPTY(x), CLEAR(y)添加表：HANDEMPTY, ON(x, y) , CLEAR(x)Upstack(x, y)条件：HANDEMPTY, CLEAR(y) , ON(y,x)动作：删除表：HANDEMPTY, ON(y, x)添加

6、表：HOLDING(y), CLEAR(x)(3)问题求解过程(4)利用上述谓词和操作，其求解过程为：ONTABLE(A)Upstack(A,C) ONTABLE(B) Putdown(C)HOLDING(C) CLEAR(A)CLEAR(B)CLEAR(C)2.10用谓词表示法求解农夫、狼、山羊、白菜问题。农夫、狼、山羊、白菜全部放在一条 河的左岸，现在要把他们全部送到河的右岸去，农夫有一条船，过河时，除农夫外船上至多能 载狼、山羊、白菜中的一种。狼要吃山羊，山羊要吃白菜，除非农夫在那里。似规划出一个确 保全部安全过河的计划。请写出所用谓词的定义，并给出每个谓词的功能及变量的个体域。解：（1

7、）先定义描述状态的谓词要描述这个问题，需要能够说明农夫、狼、羊、白菜和船在什么位置，为简化问题表不， 取消船在河中行驶的状态，只描述左岸和右岸的状态。并且，由于左岸和右岸的状态互补，因 此可仅对左岸或右岸的状态做直接描述。本题选择对左岸进行直接描述的方法，即定义谓词如 下：AL（x）： x在左岸其中，x的个体域是农夫，船，狼，羊，白菜。对应地，AL（x）表示x在右岸。问题的初始状态：AL（农夫）AL（船）AL（狼）AL（羊）AL（白菜）问题的目标状态：AL（农夫）AL（船）AL（狼）AL（羊）AL（白菜）（2）再定义描述操作的谓词本题需要以下4个描述操作的谓词：L-R：农夫自己划船从左岸到右岸

8、L-R（x）：农夫带着x划船从左岸到右岸R-L：农夫自己划船从右岸到左岸R-L（x）:农夫带着x划船从右岸到左岸其中，x的个体域是狼，羊，白菜。对上述每个操作，都包括条件和动作两部分。它们对应的条件和动作如下：L-R：农夫划船从左岸到右岸条件：AL（船），AL（农夫），AL（狼）VAL（羊），AL（羊）VAL（白菜）动作：删除表：AL（船），AL（农夫）添加表：AL（船），AL（农夫）L-R（狼）：农夫带着狼划船从左岸到右岸条件：AL（船），AL（农夫），AL（狼），AL（羊）动作：删除表：AL（船），AL（农夫），AL（狼）添加表：AL（船），AL（农夫），AL（狼）L-R（羊）：农夫带着羊

9、划船从左岸到右岸条件：AL（船），AL（农夫），AL（羊），AL（狼），AL（白菜）或：AL（船），AL（农夫），AL（羊），AL（狼），AL（白菜）动作：删除表：AL（船），AL（农夫），AL（羊）添加表：AL（船），rAL（农夫），AL（羊）L-R（白菜）：农夫带着白菜划船从左岸到右岸条件：AL（船），AL（农夫），AL（白菜），AL（狼）动作：删除表：AL（船），AL（农夫），AL（白菜）添加表：AL（船），AL（农夫），AL（白菜）R-L：农夫划船从右岸到左岸条件：SL（船），AL（农夫），AL（狼）VAL（羊），AL（羊）VAL（白菜）或：rAL（船），rAL（农夫）,rAL（狼），

10、-XL（白菜），AL（羊）动作：删除表：AL（船），AL（农夫）添加表：AL（船），AL（农夫）R-L（羊）：农夫带着羊划船从右岸到左岸条件：SL（船），AL（农夫），AL（羊），AL（狼），AL（羊），AL（白菜）动作：删除表：AL（船），AL（农夫），AL（羊）添加表：AL（船），AL（农夫），AL（羊）（3）问题求解过程AL（农夫）AL（船）L-R（羊）AL（狼）AL（羊） AL（白菜）AL（狼） AL（农夫） AL（白菜）AL（白采）R_L AL（船）L-R（狼）AL侬夫）R-L（羊）AL（农夫）| AL（狼）, “L（船）AL（船） AL（白菜） AL（狼）AL（羊） AL（羊） A

11、L（羊）AL侬夫）AL（船）L-R（白菜）AL（羊）1 AAL（白菜）AL（狼）AL（羊） AL（农夫） g（农夫）AL（农夫）R-L入侦船）L-R（羊）*（船）AL（船）1 AL（羊） AL（羊）AL（白菜） AL（白菜） al（白菜）“L（狼） L（狼） “L（狼）2.11用谓词表示法求解修道士和野人问题。在河的北岸有二个修道士、二个野人和一条船, 修道士们想用这条船将所有的人都运过河去，但要受到以下条件限制：（1） 修道士和野人都会划船，但船一次只能装运两个人。（2） 在任何岸边，野人数不能超过修道士，否则修道士会被野人吃掉。假定野人愿意服从任何一种过河安排，请规划出一种确保修道士安全的

12、过河方案。要求写 出所用谓词的定义、功能及变量的个体域。解：（1）定义谓词先定义修道士和野人人数关系的谓词：G（x,y,S）：在状态S下x大于yGE（x,y,S）：在状态S下x大于或等于y其中，x,y分别代表修道士人数和野人数，他们的个体域均为0,1,2,3。再定义船所在岸的谓词和修道士不在该岸上的谓词：Boat（z,S）：状态S下船在z岸EZ（x,S）：状态S下x等于0,即修道士不在该岸上其中，z的个体域是L,R, L表示左岸，R表示右岸。再定义安全性谓词：Safety(z,x,y,S)=(G(x,O,S)AGE(x,y,S)V(EZ(x,S)其中，z,x,y的含义同上。该谓词的含义是：状态

13、S下，在z岸，保证修道士安全，当且仅当修 道士不在该岸上，或者修道士在该岸上，但人数超过野人数。该谓词同时也描述了相应的状态。再定义描述过河方案的谓词：L-R(x, xl, y, yl,S)： xl个修道士和yl个野人渡船从河的左岸到河的右岸条件：Safety(L,x-x 1 ,y-y 1 ,S) A Safety (R,3 -x+xl,3 -y+y 1,S) A Boat(L,S)动作：Safety,x-xl,y-yl,S)ASafety(R,3-x+xl,3-y+yl,S)ABoat(R,S)R-L(x, xl, y, yl,S)： x2个修道士和y2个野人渡船从河的左岸到河的右岸 条件:

14、Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S) A Safety(L,x+x2,y+y2,S) ABoat(R,S) 动作:Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S) A Safety(L,x+x2,y+y2,S) A Boat(L,S,)(2)过河方案Safety(L,3.3.S0)ASafety(R,0,0,SQ)/Boat(L,S0)J L-R(3, 1, 3,1,SO) L-R(3, 0, 3, 2,S0)Safety(L,2.2.S 1) A Safety(R,l,l,Sl) ABoat(R,SSafety(L,3.1,Sr)A Safety(R,0,2,S 1) ABo

15、at(R,S 1)v R-L(2, 1,2,O,S1) ,S1)Safety(L,3,2,S2) A Safety(R,0,1 ,S2) ABoat(L,S2)J L-R(3, 0, 2, 2,S2)Safety(L,3,0,S3)ASafety(R,0,3.S3)ABoat(R,S3)I R-L(3,0,0, 1,S3)Safety(L,3,l,S4)A Safety(R,0,2,S 1) ABoat(L,S4)L-R(3, 2, 1, 0,S4)Safety(L,l,l,S5)A Safety(R,2,2,S5) ABoat(R,S5)J R-L(l, 1, 1, 1,S5)Safety(

16、L,2.2.S6) A Safety(R,l,l,S6) ABoat(L,S6)| L-R(2, 2, 2, 0.S6)Safety(L,0,2.S7) A Safety(R,3,l,S7) ABoat(R,S7)J R-L(0, 0, 2, 1,S7)Safety(L,0,3,S8)ASafety(R,3,0,S8)ABoat(L,S8)J L-R(0, 0, 3, 2,S8)Safety(L,0,l,S9)A Safety(R,3,2,S9) ABoat(R,S9) R-L(0, 1, l,0,S9)Safety(L,l,l,S10)A Safety(R,2,2,S 10)ABoat(L,

17、S 10)J L-R(l, 1, 1, l,S10)Safety(L,0,0,S 11) ASafety(R,3,3,S 11) ABoat(R,S 11)(3)学习班的学员有男、有女、有研究生、有本科生。解：参例2.14(4)创新公司在科海大街56号，刘洋是该公司的经理，他32岁、硕士学位。解：参例2.102.18请对下列命题分别写出它们的语义网络:(1)每个学生都有一台计算机。解： 高老师从3月到7月给计算机系学生讲计算机网络课。解：蓝队(3)水草是草, 解：2.19请把下列命题用一个语义网络表示出来:(1)树和草都是植物；解：树和草都有叶和根;解：(5)果树是树，且会结果;解：(6)梨树

18、是果树中的一种，它会结梨。解：2.25假设有以下一段天气预报：“北京地区今天白天晴，偏北风3级，最高气温12,最 低气温-2,降水概率15%。”请用框架表示这一知识。解：Frame天气预报地域：北京时段：今天白天天气：晴风向：偏北风力：3级气温：最高：12度最低：-2度降水概率：15%2.26按“师生框架”、“教师框架”、“学生框架”的形式写出一个框架系统的描述。解：师生框架Frame Name： Unit (Last-name, First-name)Sex： Area (male, female)Default： maleAge： Unit (Years)Telephone： Home U

19、nit (Number)Mobile Unit (Number)教师框架Frame AKOMajor： Unit (Major-Name)Lectures： Unit (Course-Name)Field： Unit (Field-Name)Project : Area (National, Provincial, Other)Default: ProvincialPaper： Area (SCL El, Core, General)Default： Core学生框架Frame AKOMajor： Unit (Major-Name)Classes： Unit (Classes-Name)Degree： Area (doctor, mastor, bachelor)Default： bachelor