人工智能基础——知识的表示方法,一阶谓词逻辑表示法

tech2023-02-24  107

知识的表示: 就是将人类的知识形式化(符号)或模型化(结构)

这样有利于: 对知识的组织维护与管理。便于对知识的增删改查。

表示方法: 一阶谓词逻辑表示法 命题:非真即假的陈述句。若命题的意义为真,则它的真值为T,否则为F。 一个命题不可以同时为真又为假,但是可以在一种条件下为真,另一种条件下假。

命题逻辑表示有较大的局限性: 无法把它所描述的事物的结构即逻辑特征反映出来。 如”老李是小李的父亲。“用命题逻辑就是一个字母“y”.看不到内部的逻辑结构。 无法把两者共同的特征表示出来。如“李白是诗人”和“杜甫是诗人”用命题逻辑就是两个字母p,q。

由于这些原因,在命题逻辑的基础上发展起来了谓词逻辑。

谓词: 分为谓词名和个体两个部分,谓词的一般形式是:P(X1,X2,X3,…,Xn),其中P是谓词名,用来刻画个体的性质,状态和个体间的关系。个体表示独立存在的事物或者某个抽象的概念。

个体可以是常元:例如”老张是教师可以用谓词逻辑表示为:“Teacher(Zhang)”Teacher这个谓词名刻画了“zhang”这个个体是教师这一性质。

个体可以是变元:例如“x<5”可以用谓词逻辑表示为:“less(x,5)”,less这个谓词名刻画了个体x比个体5小这一关系。当x有具体的值的时候,这个谓词就有了具体的真值T or F. 个体域: 个体变元的取值范围

个体可以是函数:例如“小李的父亲是教师”可以用谓词逻辑表示为“Teacher(father(Li))",father(Li)是一个函数。这个谓词名Teacher刻画了这个函数值father(Li)的职业是教师这一性质。又如”小李的妹妹和小张的哥哥结婚“可以表示为二元谓词:”Married(sister(Li),brother(Zhang))" 函数还可以递归调用:例如”小李的祖父“可以表示为”father(father(Li))".

一阶谓词: 个体是常量,变元或函数,称它为一阶谓词。

谓词公式: 连接词: 否定 析取 ∨ 合取 ∧ 蕴含 P->Q ,P为前件,Q为后件。 等价 P<->Q,P当且仅当Q

量词: 全称量词 存在量词

当全称量词和存在量词出现在同一个命题中时,量词的次序将影响命题的意思。

谓词公式: 单个谓词 谓词的否定 两个谓词用连接词连接 谓词用量词连接 用有限上述步骤步生成的公式

谓词公式的概念以及谓词公式中连接词的优先级: 量词的辖域: 位于量词后面的单个谓词或者是被括号括起来的谓词公式,辖域内与量词同名的变元称为约束变元,整个谓词公式内与量词不同名的变元称为自由变元。 注意:在一个谓词公式中,同名的变元有的可能是约束变元,而有的可能是自由变元。 变元的改名: 修改约束变元的时候,不能够改成自由变元的名字,修改自由变元同样是如此。

谓词公式的解释: 具体化每一个变元的取值 命题公式可以直接进行指派,但是考虑到谓词公式中有个体变元,函数等个体和谓词,他们的个体域里面可能有很多种取值,所以必须考虑个体变元和函数在个体域上的取值,然后才能针对变元与函数的具体取值为谓词分别指派真值。由于存在多种组合,所以一个谓词公式的解释可能有很多个,对于每一个解释,谓词公式都可以求出一个真值。

谓词公式的永真性、永假性可满足性和不可满足性 常用等价式: 谓词公式的永真蕴含式: 在谓词逻辑中的一些推理规则: 一阶谓词逻辑表示法的局限性: 组合爆炸。

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