人工智能导论课参考答案第2章.docx

第2章 知识表示方法部分参考答案设有如下语句，请用相应的谓词公式分别把他们表示出来：(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户L(x,梅花)V L(x,菊花)V L(x,梅花)A L(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：(x )( y) (A(y广B(x)A P(x))(3) 新型计算机速度又快，存储容量又大解： 定义谓词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：(x) (NC(x户F(x)A B(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：( x) (S(x户L(x, pragramming)A U(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将知识用谓词表示为：( x) (P(x)A L(x,pragramming)f L(x, computer))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xHANDEMPTY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(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 yUpstack(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(x)动作：删除表： ONTABLE(x) HANDEMPTY添力口表：HANDEMPTY(x)Putdown(x)条件：HANDEMPTY(x)动作：删除表：HANDEMPTY(x)添力口表：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)添力口表：HOLDING(y) CLEAR(x)(3)问题求解过程利用上述谓词和操作，其求解过程为：ONTABLE(A)ONTABLE(A)ONIABLE(A)ONTABLE(B)ONTABLE⑻ uON(C, A)lpstack(A,C) ONTABLE(B) Putdown(C) ONTABLE(C)Pickup(B)CLEAR(B) CLEAR(C) HANDEMPTY1「一 FIOLLJIINO(^) J=CLEAR(A) CLEAR(B)CLEAR(C)CLEAR(A)1CLEAR(B)CLEAR(C) HANDEMPTYONTABLE(A)ONTABLE(A)ONTABLE(C)ONTABLE(C)ONTABLE(C) Stack(C,B) ONTABLE(C)HOLDING(B)〜ON(B'C)ON(B,C) ON(A,B) CLEAR(A) HANDEMPTPickup(A)一on(b,c)Stack(B,A)CLEAR(A) CLEAR(B) CLEAR(C)CLEAR(A)CLEAR(B) HANDEMPTYCLEAR(A)=CLEAR(B) HOLDING(A)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）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，为简化问题表示，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）a示x在右岸问题的初始状态：AL（农夫）AL船）AL0M）AL印）AL（白菜）问题的目标状态：AL（农夫）AL船）AL0M）AL印）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），AL0M）VAL印），AL印）V AL（白菜）动作：删除表：AL洲），AL（农夫） 添加表：AL（船），AL（农夫）L-R0M）:农夫带着狼划船从左岸到右岸条件：AL（船），AL（农夫），AL0M）, AL印）动作：删除表：AL洲），AL（农夫），AL0M）添加表：AL（船），AL侬夫），AL0M）L-R件）:农夫带着羊划船从左岸到右岸条件：AL（船），AL（农夫），AL印），AL0M）, AL（白菜）或：AL（船），AL（农夫），AL（羊），AL0M）, AL（白菜）动作：删除表：AL洲），AL（农夫），AL印） 添加表：AL（船），AL（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），AL0M）动作：删除表：AL洲），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：AL（船），AL（农夫），AL0M）VAL印），AL印）V AL（白菜）或：AL删），AL（农夫），AL0M）, AL（白菜），AL徉）动作：删除表：AL洲），AL（农夫）添加表：AL（船），AL（农夫）R-L件）:农夫带着羊划船从右岸到左岸条件：AL（船），AL（农夫），AL印），AL0M）, AL（羊），AL（白菜）动作：删除表：AL洲），AL（农夫），AL印） 添加表：AL（船），AL（农夫），AL（羊）（3）问题求解过程AL（农夫）AL（狼）AL（农夫）AL（白菜）AL船）AL0M）L-R件） 1AL（白菜）AL（农夫）匚R-L fAL船）AL0M）AL（白菜）L-R0M）1AL侬夫）AL（船）AL0M）R-L序） =>AL印）AL（船）1AL（白菜）AL（羊）AL印）AL（羊）AL（农夫）AL船）AL印）L-R白菜）■、 'AL（羊）AL侬夫）R-LAL（农夫）AL（船）L-R件）AL侬夫）AL（船）AL（船）OAL（羊）'AL（羊）AL（白菜）AL0M）AL（白菜）AL0M）AL（白菜）AL（狼）AL（白菜）AL0M）用谓词表示法求解修道士和野人问题。

在河的北岸有三个修道士、三个野人和一条船， 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,0,S八 GE(x,y,S))/ (EZ(x,S))其中，z,x,y的含义同上该谓词的含义是：状态 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, x1, y, y1,S) x1个修道士和y1个野人渡船从河的左岸到河的右岸条件：Safety(L,x-x1,y-yl£A Safety(R,3-x+x1,3-y+y1,$A Boat(L,S)动作：Safety(L,x-x1,y-y1，SA Safety(R,3-x+x1,3-y+y1，SA Boat(R,S)R-L (x, x1, y, y1,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：Safety(R,3-x-x2,3-y-y2，SA Safety(L,x+x2,y+y23A Boat(R,S)动作：Safety(R,3-x-x2,3-y-y2，S/\ Safety(L,x+x2,y+y2§ A Boat(L,S)(2)过河方案Safety(L,3,3,S0八 Safety(R,0,0,S0八 Boat(L,S0)J L-R(3, 1,3, 1,S0)'L-R(3, 。