Giáo trình Nhập môn trí tuệ nhân tạo (Phần 2)
Logic mệnh đề cho phép ta biểu diễn các sự kiện, mỗi kí hiệu trong logic mệnh đề
được minh họa như là một sự kiện trong thế giới hiện thực, sử dụng các kết nối logic ta
có thể tạo ra các câu phức hợp biểu diễn các sự kiện mang ý nghĩa phức tạp hơn. Như
vậy khả năng biểu diễn của logic mệnh đề chỉ giới hạn trong phạm vi thế giới các sự
kiện.
Thế giới hiện thực bao gồm các đối tượng, mỗi đối tượng có những tính chất riêng
để phân biệt nó với các đối tượng khác. Các đối tượng lại có quan hệ với nhau. Các
mối quan hệ rất đa dạng và phong phú. Chúng ta có thể liệt kê ra rất nhiều ví dụ về đối
tượng, tính chất, quan hệ.
Đối tượng một cái bàn, một cái nhà, một cái cây, một con người, một con số.
Tính chất Cái bàn có thể có tính chất có bốn chân, làm bằng gỗ, không có ngăn
kéo. Con số có thể có tính chất là số nguyên, số hữu tỉ, là số chính phương..
Quan hệ cha con, anh em, bè bạn (giữa con người) ; lớn hơn nhỏ hơn, bằng nhau
(giữa các con số); bên trong, bên ngoài nằm trên nằm dưới (giữa các đồ vật).
Hàm Một trường hợp riêng của quan hệ là quan hệ hàm. Chẳng hạn, vì mỗi người có
một mẹ, do đó ta có quan hệ hàm ứng mỗi người với mẹ của nó.
Logic vị từ là mở rộng của logic mệnh đề. Nó cho phép ta mô tả thế giới với các đối
tượng, các thuộc tính của đối tượng và các mối quan hệ giữa các đối tượng. Nó sử
dụng các biến (biến đối tượng) để chỉ một đối tượng trong một miền đối tượng nào đó.
Để mô tả các thuộc tính của đối tượng, các quan hệ giữa các đối tượng, trong logic vị
từ, người ta dựa vào các vị từ (predicate). Ngoài các kết nối logic như trong logic
mệnh đề, logic vị từ còn sử dụng các lượng tử. Chẳng hạn, lượng tử (với mọi) cho
phép ta tạo ra các câu nói tới mọi đối tượng trong một miền đối tượng nào đó. Logic vị
từ đóng vai trò cực kì quan trọng trong biểu diễn tri thức, vì khả năng biểu diễn của nó
(cho phép biểu diễn tri thức về thế giới với các đối tượng, các thuộc tính của đối tượng
và các quan hệ của đối tượng) và hơn nữa, nó là cơ sở cho nhiều ngôn ngữ logic khác.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Nhập môn trí tuệ nhân tạo (Phần 2)
P (12) (12), (2) suy ra C D (13) (13), (7) suy ra C (14) (14), (3) suy ra E(15) (15), (1) suy ra A B (16) (16), (5), (6) suy ra câu Kết luận Q đƣợc chứng minh Bài 3.17. Chuẩn hóa các câu về dạng chuẩn hội và thành lập các câu tuyển Chuẩn hóa về dạng chuẩn hội B (A C) ( B AC) ( B CA) C (D P) ( C DP) ( C PD) A, B, D đã chuẩn hóa Thành lập câu tuyển B AC B CA C DP C PD A B D Chứng minh công thức 244 a) Sử dụng phƣơng pháp chứng minh diễn dịch A, B, B AC suy ra C C, D, C DP suy ra P b) Sử dụng phƣơng pháp chứng minh phản chứng Bổ sung P P, C DP suy ra C D C D, D suy ra C C, B AC suy ra B A B A, A, B suy ra câu Vậy D đƣợc chứng minh Bài 3.18. Chuẩn hóa các câu về dạng chuẩn hội và thành lập các câu tuyển Chuẩn hóa về dạng chuẩn hội A D BC (( AD) (BC)) (( B C) (A D)) ( ABC) (DBC) ( BA D) ( CA D) A C A C B D B D Thành lập câu tuyển ABC DBC BA D CA D A C BD A Chứng minh công thức a) Sử dụng phƣơng pháp chứng minh diễn dịch ABC, A C suy ra AB AB, A suy ra B b) Sử dụng phƣơng pháp chứng minh phản chứng Bổ sung B B, ABC suy ra AC AC, A C suy ra A 245 A, A suy ra câu Vậy B đƣợc chứng minh Bài 3.19. Chuẩn hóa các câu về dạng chuẩn hội và thành lập các câu tuyển Chuẩn hóa về dạng chuẩn hội (A (BC)) (DE) ( A( B C)) (DE) ( A B) ( A C)) (DE) (A B) C ((A B) C) ((B A) C) ( ABC) ( BAC) Thành lập câu tuyển A B A C DE ABC BAC Chứng minh công thức a) Sử dụng phƣơng pháp chứng minh diễn dịch A B, ABC suy ra AC AC, A C suy ra A b) Sử dụng phƣơng pháp chứng minh phản chứng Bổ sung A A, A B suy ra B B, ABC suy ra AC AC, A C suy ra A A, A suy ra câu Vậy A đƣợc chứng minh Bài 3.20. Chuẩn hóa các câu về dạng chuẩn hội và thành lập các câu tuyển Chuẩn hóa về dạng chuẩn hội ( A (BC)) D (A (BC)) D (A (BC)) D( A( B C)) D ( A D) ( B CD) (B C) E ( BC) E(B C) E 246 (B E) ( CE) D B E (D B) E ( DB) E( D E) (B E) Thành lập câu tuyển A D B CD B E CE D E B E Chứng minh công thức a) Sử dụng phƣơng pháp chứng minh diễn dịch B E, B E suy ra B B, B CD suy ra CD CD, D E suy ra C E C E, CE suy ra C b) Sử dụng phƣơng pháp chứng minh phản chứng Bổ sung C C, B CD suy ra BD B E, B E suy ra B B, BD suy ra D D, D E suy ra E E, CE suy ra C C, C suy ra câu vậy C đƣợc chứng minh 3.30. Hƣớng dẫn Ký hiệu a: cạnh a của tam giác k: đƣờng cao tƣơng ứng với cạnh a b: cạnh b của tam giác l: đƣờng cao tƣơng ứng với cạnh b c: cạnh c của tam giác m: đƣờng cao tƣơng ứng với cạnh c A: góc tƣơng ứng với cạnh a S: diện tích của tam giác B: góc tƣơng ứng với cạnh b p: nữa chu vi của tam giác C: góc tƣơng ứng với cạnh c - Các tri thức đó đƣợc biểu diễn dƣới dạng logic mệnh đề nhƣ sau: 247 1) abc p 2) bpc a 3) apc b 4) abp c 5) Sa k 6) Sb l 7) Sc m 8) abC c 9) acB b 10) bcA a 11) abC S 12) acB S 13) bcA S 14) abcp S 15) Sk a 16) Sl b 17) Sm c 248 3. Bài tập Chƣơng 4 Bài 4.9. 1.Chuyển các câu sang logic vị từ - Khai báo + Hằng: Bình, Huy, Mai, An, Nam Định, Thái Bình + Vị từ: que (x, y) ="x quê ở y” Ban (x, y) ="x là bạn của y và ngƣợc lại” - Chuyến sang logic vị từ x (que(x, Nam Định) que(x, Thái Bình)) y (Ban(y, Bình) que(y, Nam Định)) Ban(Mai, Bình) Ban(Mai, Huy) (que(An, Nam Định) que(Huy, Nam Định)) (que(An, Thái Bình) que(Huy, Thái Bình)) ban(An, Bình) 2.Chứng minh quê của An, Huy đều ở Thái Bình - Chuẩn hóa que(x, Nam Định) que(x, Thái Bình) (1) Ban(y, Bình) que(y, Nam Định) (2) Ban(Mai, Bình) (3) Ban(Mai, Huy) (4) que(An, Nam Định) que(Huy, Nam Định) (5) que(An, Thái Bình) que(Huy, Thái Bình) (6) ban(An, Bình) (8) - Xét An (8), (2) suy ra que(An, Nam Định) (9) (9), (1) suy ra que(An, Thái Bình) (10) - Xét Huy (11), (6) suy ra que(Huy, Thái Bình) Bài 4.10. 1.Biểu diễn câu trong logic vị từ - Khai báo + Hằng: Huy, Mai, An, Bình, chồng Mai, vợ Bình + Vị từ: 249 TA(x) ="x biết tiếng Anh” Ban (x, y) ="x là bạn của y và ngƣợc lại” - Chuyến sang logic vị từ x (Ban(x, Mai) TA(x)) (1) y (Ban(y, Bình) Ban(y, chồng Mai)) (2) z (Ban(z, chồng Mai) Ban(z, Mai)) (3) Ban(An, Bình) (4) Ban(Huy, vợ Bình) (5) t (Ban(t, vợ Bình) Ban(t, Bình)) (6) 2.Dùng lập luận để trả lời câu hỏi"trong số An, Huy ai biết tiếng Anh - Chuẩn hóa (1) Ban(x, Mai) TA(x) (2) Ban(y, Bình) Ban(y, chồng Mai) (3) Ban(z, chồng Mai) Ban(z, Mai) (6) Ban(t, vợ Bình) Ban(t, Bình) - Xét Huy + TA(Huy) (7) (7), (1) Ban(Huy, Mai) (8) (8), (3) suy ra Ban(Huy, chồng Mai) (9) (2), (9) suy ra Ban(Huy, Bình) (10) (10), (6) Ban(Huy, vợ Bình) (11) (11), (5) suy ra câu . Vậy Huy biết tiếng Anh - Xét An tƣơng tự suy ra câu Kết luận: An biết tiếng Anh Bài 4.11. Cho các câu sau: 1. Chuyển các câu sang logic vị từ - Khai báo + Hằng: Bình, Mai, An, Huy + Vị từ: TA(x) ="x biết tiếng Anh” TP(x) ="x biết tiếng Pháp” Ban (x, y) ="x là bạn của y và ngƣợc lại” - Chuyến sang logic vị từ 250 x (Ban(x, Bình) TA(x) TP(x)) (1) Ban(Mai, Bình) TP(Mai) (2) Ban(An, Huy) (3) y Ban(y, Huy) TA(y) (4) z (Ban(z, Huy) Ban(z, Bình)) (5) Dùng lập luận để trả lời câu hỏi"trong số Mai, An ai biết tiếng Anh, ai biết tiếng Pháp?” - Chuẩn hóa (1) Ban(x, Bình) TA(x) TP(x) (4) Ban(y, Huy) TA(y) (5) Ban(z, Huy) Ban(z, Bình) tách (2): Ban(Mai, Bình) (6) TP(Mai) (7) - Xét Mai + Mai không biết tiếng Pháp + TA(Mai) (8) (8), (1) suy ra Ban(Mai, Bình) TP(Mai) (9) (9), (6) TP(Mai) (10) (10), (7) suy ra câu vậy Mai biết tiếng Anh - Xét An tƣơng tự An biết tiếng Pháp Bài 4.12. 1.Chuyển các câu sang logic vị từ - Khai báo + Hằng: Huy, Mai, An, Bình + Vị từ: TA(x) ="x biết tiếng Anh” Ban (x, y) ="x là bạn của y và ngƣợc lại” - Chuyến sang logic vị từ x (Ban(x, Mai) Ban(x, Huy) TA(x)) (1) y (Ban(y, Bình) Ban(y, Mai)) (2) z (Ban(z, Huy) Ban(z, Mai)) (3) Ban(An, Bình) (4) Ban(Huy, Bình) (5) 251 t Ban(t, t) (6) 2.Dùng lập luận để trả lời câu hỏi"trong số Huy, An ai biết tiếng Anh?” - Chuẩn hóa (1) Ban(x, Mai) Ban(x, Huy) TA(x) (2) Ban(y, Bình) Ban(y, Mai) (3) Ban(z, Huy) Ban(z, Mai) (6) Ban(t, t) - Xét Huy + TA(Huy) (7) (7), (1) Ban(Huy, Mai) Ban(Huy, Huy) (8) (6) suy ra Ban(Huy, Huy) (9) (8), (9) suy ra Ban(Huy, Mai) (10) (10), (2) Ban(Huy, Bình) (11) (11), (5) suy ra câu . Vậy Huy biết tiếng Anh - Xét An tƣơng tự không suy ra câu rỗng nên An không biết tiếng Anh Bài 4.13. 1.Biểu diễn câu trong logic vị từ - Khai báo + Hằng: Marcus, Caesar + Vị từ: danong(x) ="x là đàn ông” lama(x) ="x là ngƣời la Mã” pom(x) ="x là ngƣời Pompeian” caitri(x) =”x là ngƣời cai trị” tt(x, y) ="x trung thành với y” ghet(x, y) =“x ghét y” cgas(x, y) ="x cố gắng ám sát y” - Chuyển các câu sang logic vị từ danong(Marcus) pom(Marcus) x(pom(x) lama(x)) caitri(Caesar) 252 y(lama(y) tt(y, Caesar) ghet(y, Caesar)) z, t (tt(z, t) caitri(t) cgas(z, t)) cgas(Marcus, Caesar) Marcus có ghét Caesar không? - Chuẩn hóa danong(Marcus) (1) pom(Marcus) (2) pom(x) lama(x) (3) caitri(Caesar) (4) lama(y) tt(y, Caesar) ghet(y, Caesar) (5) tt(z, t) caitri(t) cgas(z, t) (6) cgas(Marcus, Caesar) (7) 2- Chứng minh Marcus ghét Caesar bằng phản chứng Bổ sung ghet(Marcus, Caesar) (8) (8), (5) suy ra lama(Marcus) tt(Marcus, Caesar) (9) (6) suy ra tt(Marcus, Caesar) caitri(Marcus) cgas(Marcus, Caesar) (10) (10), (7) suy ra tt(Marcus, Caesar) caitri(Marcus) (11) (11), (4) suy ra tt(Marcus, Caesar) (12) (9), (12) suy ra lama(Marcus) (13) (13), (3) suy ra pom(Marcus) (14) (14), (2) suy ra câu rỗng Kết luận: Marcus ghét Caesar Bài 4.14. 1.Biểu diễn câu trong logic vị từ - Khai báo + Hằng: John, Sue, Bill, táo, đậu phộng + Vị từ: thich (x, y) ="x thích ăn y” ta (x) ="x là thức ăn” an(x, y) ="x ăn y” cs(x) ="x vẫn còn sống” - Chuyến sang logic vị từ x (ta(x) thich(John, x)) 253 ta(Táo) an(Bill, đậu phộng) cs(Bill) y (an(Bill, y) cs(y) ta(y)) z (thich(John, z) an(Sue, z)) Trả lời câu hỏi"Sue có ăn Táo không? Sue có ăn Đậu phộng không?” - Chuẩn hóa ta(x) thich(John, x) (1) ta(Táo) (2) an(Bill, Đậu phộng) (3) cs(Bill) (4) an(Bill, y) cs(y) ta(y) (5) thich(John, z) an(Sue, z) (6) - Sue có ăn Táo không? (1), (2) thich(John, Táo) (7) (7), (6) an(Sue, Táo) suy ra Sue ăn Táo - Sue có ăn Đậu phộng không? (3), (4), (5) ta(Đậu phộng) (8) (1), (8) thich(John, Đậu phộng) (9) (9), (6) an(Sue, Đậu phộng) suy ra Sue ăn Đậu phộng Bài 4.15. Cho các câu sau: 1.Biểu diễn câu trong logic vị từ - Khai báo + Hằng: John, Sue, Bill, Gà, Đậu phộng + Vị từ: thich (x, y) ="x thích ăn thức ăn y” ta(x) ="x là thức ăn” an(x, y) ="x ăn y” cs(x) ="x vẫn còn sống” cn(x) ="x là con ngƣời” - Chuyến sang logic vị từ x (ta(x) thich(John, x)) ta(Gà) y, z (an(y, z) cs(y) cn(y) ta(z)) 254 an(Bill, Đậu phộng) cs(Bill) t (thich(Bill, t) ta(t) an(Sue, t)) cn(John) cn(Bill) cn(Sue) 2.Sử dụng lập luận để trả lời câu hỏi"John có thích ăn đậu phộng không?”,"Sue ăn Gà không?” - Chuẩn hóa ta(x) thich(John, x) (1) ta(Gà) (2) an(y, z) cs(y) cn(y) ta(z) (3) an(Bill, Đậu phộng) (4) cs(Bill) (5) thich(John, t) ta(t) an(Sue, t) (6) cn(John) (7) cn(Sue) (8) cn(Bill) (9) - John có thích ăn đậu phộng không? (3), (4), (5), (9) ta(Đậu phộng) (10) (10), (1) thich(John, Đậu phộng) suy ra John thích ăn Đậu phộng - Sue ăn Gà không? Bổ sung an(Sue, Gà) Lập luận tƣơng tự không suy ra câu Vậy Sue không ăn Gà Bài 4.16. 1.Hãy chuyển các câu trên sang logic vị từ. - Khai báo + Hằng: Mai, An, Huy, Hƣơng, Bình, vợ Bình, Nam Định + Vị từ: que (x, y) ="x quê ở y” ban (x, y) ="x là bạn của y và ngƣợc lại” - Chuyến sang logic vị từ x (ban(x, Bình) ban(x, Hƣơng) que(x, Nam Định)) y (ban(y, Mai) ban (y, Bình)) ban(An, Bình) 255 ban(Hƣơng, Mai) ban(Huy, vợ Bình) z (ban(z, vợ Bình) ban (z, Bình)) 2. Dùng lập luận để trả lời câu hỏi"trong số Hƣơng, Huy, Bình ai có quê ở Nam Định?” - Chuẩn hóa ban(x, Bình) que(x, Nam Định) (1) ban(y, Hƣơng) que(y, Nam Định) (2) ban(z, Mai) ban (z, Bình) (3) ban(An, Bình) (4) ban(Hƣơng, Mai) (5) ban(Huy, vợ Bình) (6) ban(t, vợ Bình) ban (t, Bình) (7) - Xét Hƣơng (5), (3) suy ra ban(Hƣơng, Bình) (8) (8), (1) suy ra que(Hƣơng, Nam Định) Vậy Hƣơng quê ở Nam Định - Xét Huy (6), (7) suy ra ban (Huy, Bình) (9) (9), (1) suy ra que(Huy, Nam Định) Vậy Huy quê ở Nam Định - Xét Bình bằng phản chứng Bổ sung que(Bình, Nam Định) Lập luận không suy ra câu Vậy Bình có quê không ở Nam Định 4.17. Hƣớng dẫn a. Ký hiệu NGUOI(X): nghĩa là X là ngƣời CHAME(X, Y): X là cha mẹ của Y X (NGUOI(X) Y: CHAME (Y, X)) b. Ký hiệu P(X): X là số nguyên tố lớn hơn 2 Q(X): X là số lẽ X (P(X) Q(X)) c. Ký hiệu BAY(X,Y): con vật X bay với độ cao Y TROIMUA: trời mƣa 256 BAY(“chuồn chuồn”,"thấp”) TROIMUA 4. Bài tập Chƣơng 5 Bài 5.3. - Chuẩn hóa CSTT: + Cơ sở luật RB: QT S (1) APQ C (2) PQ B (3) BC T (4) P A (5) + Cơ sở sự kiện FB: P (6) Q (7) - Dùng phƣơng pháp lập luận tiến chứng minh S: Áp dụng thủ tục For_chain với CSTT này ta có: Từ (5), (6) A (8) Từ (3), (6), (7) B (9) Từ (8), (2), (6), (7) C (10) Từ (4), (9), (10) T (11) Từ (1), (11), (7) S Kết luận: S đƣợc chứng minh - Dùng phƣơng pháp lập luận lùi chứng minh S: Áp dụng thủ tục Backward_Chaining cho CSTT này ta có: Hyp=[S] Từ (1) Hyp=[Q, T] Từ (7) Hyp=[T] Từ (4) Hyp=[B, C] Từ (2), (3) Hyp=[A, P, Q] Từ (6), (7) Hyp=[A] Từ (5) Hyp=[P] Từ (6) Hyp=[] Kết luận: S đƣợc chứng minh 257 Bài 5.4. - Chuyển về dạng câu Horn: Ta có: (AC)B F ((AB)(CB))F ( (AB) (CB))F ( (AB)F)( (CB)F) ((AB) F)((CB) F) E FA (EF)A EF A (EF)B G (EB)(FB) G ( (EB) (FB))G ( (EB)G)( (FB)G) (EB G)(FB G) Vậy ta có CSTT bao gồm: - Cơ sở luật RB: AB F (1) CB F (2) EF A (3) EB G (4) FB G (5) EF A (6) GF I (7) - Cơ sở sự kiện FB: B (8) C (9) - Dùng phƣơng pháp lập luận tiến chứng minh I: Áp dụng thủ tục For_chain với CSTT này ta có: (2), (8), (9) F (11) (11), (8), (5) G (12) (11), (12), (7) I Kết luận: I đƣợc chứng minh - Dùng phƣơng pháp lập luận lùi chứng minh I: Áp dụng thủ tục Backward_Chaining cho CSTT này ta có: 258 Xét Hyp=[I] (7) Hyp=[G, F] (5) Hyp=[B, F] (2) Hyp=[B, C] (8), (9) Hyp=[] Kết luận: I đƣợc chứng minh. Bài 5.7. Dùng phƣơng pháp lập luận lùi: - Chuẩn hóa CSTT: + Cơ sở luật RB: a b c p (1) b p c a (2) a p c b (3) a b p c (4) S c hc (5) a b C c (6) a b C S (7) a b c p S (8) S hc c (9) + Cơ sở sự kiện FB: a (10) b (11) C (12) - Xét Hyp=[hc] (5) Hyp=[S, c] (13) (13), (6) Hyp=[a,b,C,S] (14) (14), (7) Hyp=[a,b,C] (15) (15), (10),(11),(12) Hyp=[] - Kết luận: Tính đƣợc hc khi biết a,b, C. 259 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Đinh Mạnh Tƣờng, Trí tuệ nhân tạo, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2002. [2]. Nguyễn Thanh Thủy, Trí tuệ nhân tạo: Các phương pháp giải quyết vấn đề và xử lý tri thức, NXB Giáo dục, 1996. [3]. Đỗ Trung Tuấn, Trí tuệ nhân tạo, NXB Giáo dục, 1998. [4]. Nguyễn Thiện Thành, Trí tuệ nhân tạo và hệ chuyên gia, Trƣờng Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh, 2006. [5]. Nguyễn Quang Hoan, Nhập môn Trí tuệ nhân tạo, Học viện Công nghệ bƣu chính viễn thông, 2007. [6]. Nguyễn Đình Thúc, Trí tuệ nhân tạo và lập trình tiến hóa, NXB Giáo dục, 2008. [7]. Phạm Thọ Hoàn, Phạm Thị Anh Lê, Trí tuệ nhân tạo, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội, 2011. [8]. Võ Huỳnh Trâm, Trần Ngân Bình, Trí tuệ nhân tạo, Trƣờng Đại học Cần Thơ, 2007. [9]. Bùi Xuân Toại, Trƣơng Gia Việt, Trí tuệ nhân tạo, Các cấu trúc và chiến lược giải quyết vấn đề, NXB Thống kê, 2000. [10]. Bạch Hƣng Khang, Hoàng Kiếm, Trí tuệ nhân tạo, Các phương pháp và ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật, 1989. [11]. Hoàng Kiếm, Đinh Nguyễn Anh Dũng, Nhập môn trí tuệ nhân tạo, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2005. [12]. Trƣơng Chí Tín, Nhập môn trí tuệ nhân tạo, Trƣờng Đại học Đà Lạt. 2009. [13]. Nguyễn Đình Thuận, Trí tuệ nhân tạo, Trƣờng đại học Nha Trang, 2008. [14]. George F. Luger, William A. Stubblefield, Artificial intelligence - structure and Strategies for complex Problem Solving, Wesley Publishing company, 1997. [15]. Elaine Rich, Kevin Knight, Artificial intelligence, Mcgraw-Hill, 1991.
File đính kèm:
- giao_trinh_nhap_mon_tri_tue_nhan_tao_phan_2.pdf