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人工智能謂詞邏輯與歸結(jié)原理人工智能謂詞邏輯與歸結(jié)原理人工智能謂詞邏輯與歸結(jié)原理第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理命題邏輯基礎(chǔ)命題邏輯基礎(chǔ):定義:合取式:p與q,記做p∧
q析取式:
p或q,記做p∨
q蘊(yùn)含式:如果p則q,記做p→
q等價(jià)式:p當(dāng)且僅當(dāng)q,記做p<=>
q
……命題邏輯基礎(chǔ)定義:若A無成假賦值,則稱A為重言式或永真式;若A無成真賦值,則稱A為矛盾式或永假式;若A至少有一個(gè)成真賦值,則稱A為可滿足的;析取范式:僅由有限個(gè)簡(jiǎn)單合取式組成的析取式。合取范式:僅由有限個(gè)簡(jiǎn)單析取式組成的合取式。命題邏輯基礎(chǔ)基本等值式24個(gè)(1)交換率:p∨q<=>q
∨p
;
p∧q<=>q∧
p
結(jié)合率:(p∨q)∨
r<=>p∨(q∨r);
(p∧
q)
∧
r<=>p∧(q∧
r)分配率:p∨(q∧
r)<=>(p∨q)
∧(p∨r)
;
p∧(q∨
r)<=>(p∧
q)
∨(p∧
r)
命題邏輯基礎(chǔ)基本等值式(1)摩根率:~
(p∨q)
<=>~
p∧
~
q
;
~
(p∧
q)
<=>~
p∨
~
q
吸收率:p∨(p∧
q)<=>p
;
pΛ(p∨q)<=>p
同一律:p∨0
<=>p
;
p∧1
<=>p
蘊(yùn)含等值式:p→
q
<=>~
p∨q
假言易位式:p→
q
<=>~p→~
q
命題例命題:能判斷真假(不是既真又假)的陳述句。
簡(jiǎn)單陳述句描述事實(shí)、事物的狀態(tài)、關(guān)系等性質(zhì)。例如:1.
1+1=22.
雪是黑色的。3.
北京是中國(guó)的首都。4.
到冥王星去渡假。
命題例判斷一個(gè)句子是否是命題,有先要看它是否是陳述句,而后看它的真值是否唯一。以上的例子都是陳述句,第4句的真值現(xiàn)在是假,隨著人類科學(xué)的發(fā)展,有可能變成真,但不管怎樣,真值是唯一的。因此,以上4個(gè)例子都是命題。而例如:1.
快點(diǎn)走吧!
2.
到那去?
3.
x+y>10
等等句子,都不是命題。命題表示公式(1)將陳述句轉(zhuǎn)化成命題公式。如:設(shè)“下雨”為p,“騎車上班”為q,,1.“只要不下雨,我騎自行車上班”?!玴
是q的充分條件, 因而,可得命題公式:~p→q2.“只有不下雨,我才騎自行車上班”?!玴
是q的必要條件, 因而,可得命題公式:q→~p命題表示公式(2)例如:1.
“如果我進(jìn)城我就去看你,除非我很累?!? 設(shè):p,我進(jìn)城,q,去看你,r,我很累。 則有命題公式:~r→(p→q)。2.“應(yīng)屆高中生,得過數(shù)學(xué)或物理競(jìng)賽的一等獎(jiǎng), 保送上北京大學(xué)?!?設(shè):p,應(yīng)屆高中生,q,保送上北京大學(xué)上學(xué),
r,是得過數(shù)學(xué)一等獎(jiǎng)。t,是得過物理一等獎(jiǎng)。 則有命題公式公式:p
∧(r∨t)→
q。
命題邏輯的推理自然演繹推理自然演繹推理:從一組已知為真的事實(shí)出發(fā),直接運(yùn)用經(jīng)典邏輯推理的推理規(guī)則推出結(jié)論的過程?;疽?guī)則
P規(guī)則:在推理的任何步驟上都可以引入前提。T規(guī)則:在推理時(shí),如果前面步驟有一個(gè)或多個(gè)公式永真蘊(yùn)含公式S,則可以把S引入推理中。假言推理:若P,PQ為真,則Q為真。拒取式:若PQ,Q為真,則P為假。析取三段論:若P,P∨Q為真,則Q為真。命題邏輯的推理證明:如果今天是下雨天,則帶傘或雨衣。如果走路上班,則不帶雨衣。今天下雨,走路上班,所以帶傘。設(shè)P--今天下雨,Q--帶傘,R--帶雨衣,S--走路上班。前提:P(Q∨R),SR,P,S結(jié)論:
QP(Q∨R)P規(guī)則P
P規(guī)則(Q∨R)假言推理SRP規(guī)則SP規(guī)則R假言推理Q析取三段論
謂詞邏輯基礎(chǔ)命題:能分辨其真假的語句。謂詞邏輯:用謂詞來表示命題。個(gè)體詞:表示思維對(duì)象的詞,有個(gè)體常項(xiàng)和個(gè)體變項(xiàng)。謂詞:表示個(gè)體詞的性質(zhì)或多個(gè)個(gè)體詞之間的關(guān)系的詞。有n個(gè)個(gè)體詞的謂詞P(x1,x2,x3,…)稱為n元謂詞。 函數(shù):表示從個(gè)體域到另一個(gè)體域的映射。謂詞邏輯基礎(chǔ)量詞:對(duì)個(gè)體詞數(shù)量上的限制,只討論全稱量詞和存在量詞
。聯(lián)結(jié)詞:為了表現(xiàn)更復(fù)雜的內(nèi)容,聯(lián)結(jié)各簡(jiǎn)單謂詞公式構(gòu)成復(fù)合謂詞公式的詞。有∨
謂詞邏輯基礎(chǔ)合式公式:?jiǎn)蝹€(gè)謂詞是合式公式,成為原子謂詞公式。若A是合式公式,則A也是合式公式。若A,B是合式公式,則AB,A∨B,AB,AB也是合式公式。若A是合式公式,x是任一個(gè)體變?cè)瑒t(x)A和(x)A也是合式公式。 謂詞邏輯基礎(chǔ)謂詞公式的等價(jià)式
交換律PQQP,P∨QQ∨P 分配律P∨(QR)(P∨Q)(P∨R)狄摩根律(PQ)
P∨
Q,(P∨Q)
P
Q
雙重否定律
QQ連接詞化歸律PQ
P∨Q量詞轉(zhuǎn)化律(x)P(x)(P),(x)P(x)(
P)一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法一階謂詞邏輯是謂詞邏輯中最直觀的一種邏輯。它以謂詞形式來表示動(dòng)作的主體、客體??腕w可以多個(gè)。
如:張三與李四打網(wǎng)球(ZhangandLiplaytennis),可寫為:play(Zhang,Li,tennis)
這里謂詞是play,動(dòng)詞主體是Zhang和Li,而客體是tennis。謂詞邏輯規(guī)范表達(dá)式:
P(x1,x2,x3,…),這里P是謂詞,xi是主體與客體。一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法例:王的職業(yè)為教師。設(shè)謂詞P(x,a)
P(Wang,Teacher)所有男性年齡大于60歲則退休。設(shè)謂詞A(y,b),G(x,y),S(z,c),R(t)
(u){S(u,male)(x)[A(u,x)G(x,60)]R(u)}一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法謂詞比命題更加細(xì)致地刻畫知識(shí):表達(dá)能力強(qiáng)如:北京是個(gè)城市,City(x)
把城市這個(gè)概念分割出來。把“城市”與“北京”兩個(gè)概念連接在一起,而且說明“北京”是“城市”的子概念。(有層)謂詞可以代表變化的情況如:City(北京),真。City(煤球),假在不同的知識(shí)之間建立聯(lián)系……….一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法在不同的知識(shí)之間建立聯(lián)系如:Human(x)→Lawed(x),人人都受法律管制,x是同一個(gè)人。
Commit(x)→Punished(x),x犯了罪就一定要受到懲罰。 而,{[Human(x)→Lawed(x)]→[commit(x)→Punished(x)]}, 意為如果由于某個(gè)x是人而受法律管制,則這個(gè)人犯了罪就一定要受到懲罰。一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法例:兔子F(x)比烏龜G(y)跑得快H(x,y)(x)(y)(F(x)G(y)H(x,y))有的兔子比所有烏龜跑得快
(x)F(x)(y)(G(y)H(x,y))并不是所有的兔子都比烏龜跑得快
(x)(y)(F(x)G(y)H(x,y))不存在跑得一樣快L(x,y)的兩子兔子
(x)(y)(F(x)G(y)L(x,y))一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法謂詞邏輯表示法在實(shí)際人工智能系統(tǒng)上得到應(yīng)用。機(jī)器人行動(dòng)(如圖示)1.引入謂詞
Table(x):x是桌子
Empty(y):y手中為空
At(y,z):y在z附近
Holds(y,w):y拿著wOn(w,x):w在x的上面
cab一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法機(jī)器人行動(dòng)初始狀態(tài)S0
目標(biāo)狀態(tài)Sg
At(robot,c)Empty(robot)On(box,a)Table(a)Table(b)At(robot,c)Empty(robot)On(box,b)Table(a)Table(b)一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法機(jī)器人行動(dòng)2.引入算子(狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù))
Goto(x,y):從x處走到y(tǒng)處
Pick_up(x):在x處拿起盒子
Set_down(x):在x處放下盒子
一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法3.問題描述
At(robot,c)Empty(robot)On(box,a)Table(a)Table(b)At(robot,a)Empty(robot)On(box,a)Table(a)Table(b)At(robot,a)Holds(robot,box)Table(a)Table(b)Goto(x,y)Pick_up(x)一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法3.問題描述
At(robot,b)Holds(robot,box)Table(a)Table(b)At(robot,b)Empty(robot)On(box,b)Table(a)Table(b)At(robot,c)Empty(robot)On(box,b)Table(a)Table(b)Set_down(x)Goto(x,y)Goto(x,y)一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法
“猴子吃香蕉”問題的描述1.引入謂詞
P(x,y,z,s):猴子在x處,香蕉在y處,梯子在z處,相應(yīng)狀態(tài)為s。
R(s):在s狀態(tài)下猴子吃到香蕉。2.引入算子
Wolk(y,z,s):在原狀態(tài)s下,猴子從y處走到z處,建立新狀態(tài)。
Carry(y,z,s):在原狀態(tài)s下,猴子推梯子從y處到z處,建立新狀態(tài)。
Climb(s):在原狀態(tài)s下,猴子爬上梯子。3.問題描述……一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法
“猴子吃香蕉”問題的描述3.問題描述……A1(x)(y)(z)(s)(P(x,y,z,s)P(z,y,z,Walk(x,z,s)))A2(x)(y)(s)(P(x,y,x,s)P(y,y,y,Carry(x,y,s)))A3(s)(P(b,b,b,s)R(Climb(s)))A4P(a,b,c,s)A5R(s)∨ANS(s)一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法謂詞邏輯法是應(yīng)用最廣的方法之一,其原因是:謂詞邏輯與數(shù)據(jù)庫,特別是關(guān)系數(shù)據(jù)庫就有密切的關(guān)系。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中,邏輯代數(shù)表達(dá)式是謂詞表達(dá)式之一。因此,如果采用謂詞邏輯作為系統(tǒng)的理論背景,則可將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)擴(kuò)展改造成知識(shí)庫。
一階謂詞邏輯具有完備的邏輯推理算法。如果對(duì)邏輯的某些外延擴(kuò)展后,則可把大部分的知識(shí)表達(dá)成一階謂詞邏輯的形式。(知識(shí)易表達(dá))………..一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法謂詞邏輯法是應(yīng)用最廣的方法之一,其原因是:………..謂詞邏輯本身具有比較扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),知識(shí)的表達(dá)方式?jīng)Q定了系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)。因此,對(duì)知識(shí)表達(dá)方式的嚴(yán)密科學(xué)性要求就比較容易得到滿足。這樣對(duì)形式理論的擴(kuò)展導(dǎo)致了整個(gè)系統(tǒng)框架的發(fā)展。
邏輯推理是公理集合中演繹而得出結(jié)論的過程。由于邏輯及形式系統(tǒng)具有的重要性質(zhì),可以保證知識(shí)庫中新舊知識(shí)在邏輯上的一致性(或通過相應(yīng)的一套處理過程檢驗(yàn))、和所演繹出來的結(jié)論的正確性。而其它的表示方法在這點(diǎn)上還不能與其相比。謂詞邏輯基礎(chǔ)模式匹配(置換與合一)什么叫模式匹配:是指對(duì)兩個(gè)知識(shí)模式(謂詞公式、框架片斷、語義網(wǎng)絡(luò)片斷等)的比較與耦合,即檢查這兩個(gè)知識(shí)模式是否完全一致或近似一致。模式匹配有確定性匹配與不確定性匹配。什么叫合一:一個(gè)表達(dá)式(公式)的項(xiàng)可以是常量、變量或函數(shù),合一就是尋找項(xiàng)對(duì)變量的置換而使得表達(dá)式(公式)一致的過程。合一是AI中很重要的過程。
基本概念模式匹配(置換與合一)置換:有序?qū)Φ募蟂={t1/x1,t2/x2,…,tn/xn}
表示置換。其中ti/xi表示在公式中用ti代替xi
。例:公式P[x,f(y),B]s1={z/x,w/y}則P[z,f(w),B]s2={A/y}則P[x,f(A),B]s3={g(z)/x}則P[g(z),f(y),B]用置換s作用于公式E所得到的式子記為Es
基本概念模式匹配(置換與合一)置換的復(fù)合:設(shè)有={t1/x1,t2/x2,…,tn/xn}
和={u1/y1,u2/y2,…,un/yn}是兩個(gè)置換。則兩個(gè)置換的復(fù)合也是一個(gè)置換。={t1/x1,t2/x2,…,tn/xn,u1/y1,u2/y2,…,um/ym}
其中ti
xi
并且yi{x1,x2,…,xn}
例:
s1={g(x,y)/z,u/w}s2={A/x,B/y,C/w,D/z,w/u}
則s1s2={g(A,B)/z,A/x,B/y,w/u}性質(zhì):滿足結(jié)合律,而不滿足交換律(1)2=(12),而一般1221
基本概念模式匹配(置換與合一)可合一:設(shè)有公式集合F={F1,F2,…,Fn},若存在一個(gè)置換使得
F1=F2=…=Fn
,則稱公式集F是可合一的。稱為公式集F的一個(gè)合一。例:F={P[x,f(y),B],P[x,f(B),B]}
則s1={A/x,B/y}是公式集F的一個(gè)合一
s2={B/y}也是公式集F的一個(gè)合一
基本概念模式匹配(置換與合一)最一般合一mgu(MostGeneralUnifier):設(shè)是公式集F的一個(gè)合一,如果對(duì)任一個(gè)合一都存在一個(gè)置換,使得=則稱是一個(gè)最一般的合一??梢宰C明mgu是唯一的。求mgu算法
基本概念求mgu算法(設(shè)公式集為F):令k=0,Fk=F,k=。是一個(gè)空置換。若Fk只含一個(gè)表達(dá)式,則算法停止,k即為所求的mgu。找出Fk的差異集Dk
。若Dk中存在元素xk和tk
,其中xk是變?cè)?,tk是項(xiàng),且xk不在tk中出現(xiàn),則置:k+1=k{tk/xk},Fk+1=Fk
{tk/xk
},k=k+1,
然后轉(zhuǎn)2)算法終止,F(xiàn)的mgu不存在。
基本概念求mgu舉例:
F={P[f(x),y,g(y)],P[f(x),z,g(x)]}
k=0,F0=F,0=,D0={y,z}1=0{y/z}={y/z}F1=F0{y/z
}={P[f(x),y,g(y)],P[f(x),y,g(x)]}k=1,D1={y,x},2=1{y/x}={y/z,y/x}F2=F1{y/z,y/x
}={P[f(y),y,g(y)],P[f(y),y,g(y)]}F2只含一個(gè)表達(dá)式,則算法停止,2即為所求的mgu。mgu={y/z,y/x}第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理歸結(jié)推理命題邏輯謂詞邏輯Skolem標(biāo)準(zhǔn)形、子句集基本概念謂詞邏輯歸結(jié)原理合一和置換、控制策略數(shù)理邏輯命題邏輯歸結(jié)Herbrand定理第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理基本概念歸結(jié)原理由J.A.Robinson由1965年提出。與演繹法完全不同,新的邏輯演算算法。>>>一階邏輯中,至今為止的最有效的半可判定的算法。即,一階邏輯中任意恒真公式,使用歸結(jié)原理,總可以在有限步內(nèi)給以判定。語義網(wǎng)絡(luò)、框架表示、產(chǎn)生式規(guī)則等等都是以推理方法為前提的。即,有了規(guī)則已知條件,順藤摸瓜找到結(jié)果。而歸結(jié)方法是自動(dòng)推理、自動(dòng)推導(dǎo)證明用的。(“數(shù)學(xué)定理機(jī)器證明”)本課程只討論一階謂詞邏輯描述下的歸結(jié)推理方法,不涉及高階謂詞邏輯問題。
命題邏輯的歸結(jié)法歸結(jié)反演推理方法基本思想例:
命題:A1、A2、A3
和B求證:A1∧A2∧A3成立,則B成立,即:A1∧A2∧A3→B反證法:證明A1∧A2∧A3∧B是矛盾式(永假式)
歸結(jié)法是以子句集為背景的。
子句的概念子句與子句集文字:不含任何連接詞的命題(謂詞公式)及其否定。子句:任何文字的析取式(謂詞的和)??兆泳洌翰缓魏挝淖值淖泳洹?兆泳涞牟豢蓾M足性:由于空子句不含任何文字,它不能被任何解釋滿足,所以空子句是永假的,不可滿足的。子句集:由子句構(gòu)成的集合。子句的概念建立子句集合取范式:命題、命題和的與,如:
P∧
(P∨Q)∧(
P∨Q)子句集S:合取范式形式下的子命題(元素)的集合例:命題公式:P∧(P∨Q)∧(P∨Q)子句集S:S={P,P∨Q,P∨Q}
子句的概念謂詞公式F相對(duì)應(yīng)的子句集S的求?。篎→SKOLEM標(biāo)準(zhǔn)形
→消去存在變量
→以“,”取代“∧”,并表示為集合形式。命題邏輯的歸結(jié)法歸結(jié)過程
將命題寫成合取范式求出子句集對(duì)子句集使用歸結(jié)推理規(guī)則歸結(jié)式作為新子句參加歸結(jié)歸結(jié)式為空子句□
,S是不可滿足的(矛盾),原命題成立。
(證明完畢)謂詞的歸結(jié):除了有量詞和函數(shù)以外,其余和命題歸結(jié)過程一樣。命題邏輯歸結(jié)例題(1)例題,證明公式:(P→Q)→(~Q→~P)證明:(1)根據(jù)歸結(jié)原理,將待證明公式轉(zhuǎn)化成待歸結(jié)命題公式:
(P→Q)∧~(~Q→~P)(2)分別將公式前項(xiàng)化為合取范式:
P→Q=~P∨Q
結(jié)論求~后的后項(xiàng)化為合取范式: ~(~Q→~P)=~(Q∨~P)=~Q∧P
兩項(xiàng)合并后化為合取范式: (~P∨Q)∧~Q∧P
(3)則子句集為:
{~P∨Q,~Q,P}命題邏輯歸結(jié)例題(2)子句集為: {~P∨Q,~Q,P}(4)對(duì)子句集中的子句進(jìn)行歸結(jié)可得:1.
~P∨Q2.
~Q3.
P4.
Q, (1,3歸結(jié))5.
, (2,4歸結(jié))
由上可得原公式成立。第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理子句形—謂詞公式化為子句集步驟1消去蘊(yùn)含符號(hào)PQP∨Q例:(x){P(x){(y)[P(y)P(f(x,y))]∧
(y)[Q(x,y)P(y)]}}子句形—謂詞公式化為子句集步驟1消去蘊(yùn)含符號(hào)PQP∨Q例:(x){P(x){(y)[P(y)P(f(x,y))]∧
(y)[Q(x,y)P(y)]}}(x){P(x)
∨{(y)[P(y)
∨P(f(x,y))]∧
(y)[Q(x,y)
∨P(y)]}}子句形—謂詞公式化為子句集步驟2減少否定符號(hào)的轄域(P)
P(P∧Q)
P∨Q或(P∨Q)
P∧Q(x)P(x)(x)P(x)或(x)P(x)(x)P(x)
例:
(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧
(y)[Q(x,y)∨P(y)]}}子句形—謂詞公式化為子句集步驟2減少否定符號(hào)的轄域(P)
P(P∧Q)
P∨Q或(P∨Q)
P∧Q(x)P(x)(x)P(x)或(x)P(x)(x)P(x)
例:
(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧
(y)[Q(x,y)∨P(y)]}}(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧
(y)
[Q(x,y)∨P(y)]}}(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧
(y)[
Q(x,y)∧
P(y)]}}子句形—謂詞公式化為子句集步驟3變量標(biāo)準(zhǔn)化,即重新命名變?cè)WC每個(gè)量詞有其唯一的約束變量。如:(x){P(x)(x)Q(x)}標(biāo)準(zhǔn)化為(x){P(x)(y)Q(y)}
例:
(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧
(y)[
Q(x,y)∧
P(y)]}}
子句形—謂詞公式化為子句集步驟3變量標(biāo)準(zhǔn)化,即重新命名變?cè)WC每個(gè)量詞有其唯一的約束變量。如:(x){P(x)(x)Q(x)}標(biāo)準(zhǔn)化為(x){P(x)(y)Q(y)}
例:
(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧
(y)[
Q(x,y)∧
P(y)]}}
(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧
(w)[
Q(x,w)∧
P(w)]}}子句形—謂詞公式化為子句集步驟4消去存在量詞如:(x)P(x,y)用P(A,y)
替換,A為某一常量。如:(y){(x)P(x,y)}引入Skolem函數(shù)g(y),用(y)
P(g(y),y)
替換例:
(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧
(w)[
Q(x,w)∧
P(w)]}}
子句形—謂詞公式化為子句集步驟4消去存在量詞如:(x)P(x,y)用P(A,y)
替換,A為某一常量。如:(y){(x)P(x,y)}引入Skolem函數(shù)g(y),用(y)
P(g(y),y)
替換例:
(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧
(w)[
Q(x,w)∧
P(w)]}}
(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧[
Q(x,g(x))∧
P(g(x))]}}子句形—謂詞公式化為子句集步驟4消去存在量詞量詞消去原則: 消去存在量詞“”,略去全稱量詞“”。
注意:左邊有全稱量詞的存在量詞,消去時(shí)該變量改寫成為全稱量詞的函數(shù);如沒有,改寫成為常量。
子句形—謂詞公式化為子句集步驟5化為前束形如把所有全稱量詞移到公式的左邊,并使得每個(gè)量詞的轄域包含這個(gè)量詞后面公式的整個(gè)部分,所得公式稱為前束形。例:
(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧[
Q(x,g(x))∧
P(g(x))]}}
子句形—謂詞公式化為子句集步驟5化為前束形如把所有全稱量詞移到公式的左邊,并使得每個(gè)量詞的轄域包含這個(gè)量詞后面公式的整個(gè)部分,所得公式稱為前束形。例:
(x){P(x)∨{(y)[P(y)∨P(f(x,y))]∧[
Q(x,g(x))∧
P(g(x))]}}
(x)(y){P(x)∨{
[P(y)∨P(f(x,y))]∧[
Q(x,g(x))∧
P(g(x))]}}子句形—謂詞公式化為子句集步驟6化前束形為SKOLEM標(biāo)準(zhǔn)形前束范式:把所有的量詞都提到前面去,然后消掉所有量詞。
定義:說公式A是一個(gè)前束范式,如果A中的一切量詞都位于該公式的最左邊(不含否定詞),且這些量詞的轄域都延伸到公式的末端。SKOLEM標(biāo)準(zhǔn)形==(全稱量詞串){母式}母式:子句的合取式子句形—謂詞公式化為子句集步驟6化前束形為SKOLEM標(biāo)準(zhǔn)形反復(fù)利用分配率,把任一個(gè)母式化為合取范式。A∨(B∧
C)
(A∨B)
∧(A∨C)
例:(x)(y){P(x)∨{
[P(y)∨P(f(x,y))]∧[
Q(x,g(x))∧
P(g(x))]}}子句形—謂詞公式化為子句集步驟6化前束形為SKOLEM標(biāo)準(zhǔn)形反復(fù)利用分配率,把任一個(gè)母式化為合取范式。A∨(B∧
C)
(A∨B)
∧(A∨C)
例:(x)(y){P(x)
∨{
[P(y)∨P(f(x,y))]
∧
[
Q(x,g(x))∧
P(g(x))]}}(x)(y){{P(x)
∨[P(y)∨P(f(x,y))]}∧{P(x)
∨[
Q(x,g(x))∧
P(g(x))]}}子句形—謂詞公式化為子句集步驟6化前束形為SKOLEM標(biāo)準(zhǔn)形反復(fù)利用分配率,把任一個(gè)母式化為合取范式。A∨(B∧
C)
(A∨B)
∧(A∨C)
例:(x)(y){P(x)
∨{
[P(y)∨P(f(x,y))]
∧
[
Q(x,g(x))∧
P(g(x))]}}(x)(y){[P(x)∨P(y)∨P(f(x,y))]∧{P(x)
∨[
Q(x,g(x))
∧
P(g(x))]}}(x)(y){[P(x)∨P(y)∨P(f(x,y))]∧[P(x)
∨Q(x,g(x))]∧[P(x)
∨
P(g(x))]}子句形—謂詞公式化為子句集步驟7消去全稱量詞例:
(x)(y){[P(x)∨P(y)∨P(f(x,y))]∧[P(x)∨Q(x,g(x))]∧[P(x)∨
P(g(x))]}[P(x)∨P(y)∨P(f(x,y))]∧[P(x)∨Q(x,g(x))]∧[P(x)∨
P(g(x))]子句形—謂詞公式化為子句集步驟8對(duì)變?cè)沟靡粋€(gè)變?cè)?hào)不出現(xiàn)在一個(gè)以上的子句中。例:
[P(x)∨P(y)∨P(f(x,y))]∧[P(x)∨Q(x,g(x))]∧[P(x)∨
P(g(x))][P(x1)∨P(y)∨P(f(x1,y))]∧[P(x2)∨Q(x2,g(x2))]∧[P(x3)∨
P(g(x3))]子句形—謂詞公式化為子句集步驟9消去合取符號(hào)用子句集代替合取式,即為所求的子句集。例:
[P(x1)∨P(y)∨P(f(x1,y))]∧[P(x2)∨Q(x2,g(x2))]∧[P(x3)∨
P(g(x3))]{P(x1)∨P(y)∨P(f(x1,y)),P(x2)∨Q(x2,g(x2)),P(x3)∨
P(g(x3))}子句形定理: 謂詞邏輯的任意公式都可以化為與之等價(jià)的前束范式,但其前束范式不唯一。SKOLEM標(biāo)準(zhǔn)形定義: 消去量詞后的謂詞公式。注意:謂詞公式F的SKOLEM標(biāo)準(zhǔn)形同F(xiàn)并不等值。子句形
F是不可滿足的S是不可滿足的F與S不等價(jià),但在不可滿足的意義下是一致的。
定理:
若F是給定的公式,而S是相應(yīng)的子句集,則F是不可滿足的S是不可滿足的。
注意:F真不一定S真,而S真必有F真。 即:S
F子句形把F的不可滿足判斷S的不可滿足引用Herbrand定理,研究S的不可滿足性。引用Herbrand定理,以說明歸結(jié)原理的意義及一個(gè)原理形成的根基與背景。采用歸結(jié)反演方法判定S的不可滿足性。
第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理歸結(jié)原理基本思想通過歸結(jié)方法不斷擴(kuò)充待判定的子句集,并設(shè)法使其包含進(jìn)指示矛盾的空子句??兆泳涫遣豢蓾M足(即永假)的子句,既然子句集中子句間隱含著合取關(guān)系,空子句的出現(xiàn)實(shí)際上判定了子句集的不可滿足。定義:若P是原子謂詞公式,則稱P與P為互補(bǔ)文字(互補(bǔ)對(duì))。命題邏輯的歸結(jié)法命題邏輯的歸結(jié)
設(shè)有子句C1,C2,如果C1中的文字L1與C2中的文字L2互補(bǔ),則消除互補(bǔ)對(duì),余下部分析取求得新子句→得到歸結(jié)式C12
。例:C1
C2
C12
PP∨Q
Q假言推理
P∨QP∨Q
Q∨Q=Q合并
P∨QP∨
Q
Q∨
Q重言式
P∨QP∨
Q
P∨PPP
□或
NIL空子句
P∨QQ∨R
P∨R
三段論命題邏輯的歸結(jié)法歸結(jié)式性質(zhì)定理:兩個(gè)子句C1和C2的歸結(jié)式C12是C1和C2的邏輯推論,即C1∧C2C12(在任一個(gè)使子句C1和C2為真的解釋I下,必有歸結(jié)式C12為真)推論1:子句集S中子句C1和C2的歸結(jié)式為C12,若用C12
代替C1和C2后得到新子句集S1,則S1不可滿足性
S的不可滿足性推論2:子句集S中子句C1和C2的歸結(jié)式為C12,若把C12
加入S中得到新子句集S2,則S2不可滿足性
S的不可滿足性謂詞邏輯的歸結(jié)法謂詞邏輯的歸結(jié)(含有變量子句的歸結(jié))設(shè)有兩個(gè)沒有相同變?cè)淖泳銫1,C2,L1是C1中的文字與L2是C2中的文字,若是L1和L2的mgu,則稱C12=(C1
-{L1
})∨
(C2
-{L2
})為子句C1,C2的二元?dú)w結(jié)式。謂詞邏輯的歸結(jié)法例:P[x,f(A)]∨P[x,f(y)]∨Q(y)P[z,f(A)]∨
Q(z)
取L1為P[x,f(A)],L2為P[z,f(A)]
則={x/z}得C12=P[x,f(y)]∨Q(y)∨
Q(x)例:P[x,f(A)]∨P[x,f(y)]∨Q(y)P[z,f(A)]∨
Q(z)
取L1為Q(y),L2為Q(z)
則={y/z}得C12=P[x,f(A)]∨P[x,f(y)]∨
P[y,f(A)]
可進(jìn)一步歸結(jié)得到
P[x,f(x)]
謂詞邏輯的歸結(jié)法例:P[x,f(A)]∨P[x,f(y)]∨Q(y)P[z,f(A)]∨
Q(x)
取L1為P[x,f(A)],L2為P[z,f(A)]
則={x/z}得C12=P[x,f(y)]∨Q(y)∨Q(x)
修改C2變?cè)鸓[z,f(A)]∨Q(x1)
則={x/z}得C12=P[x,f(y)]∨Q(y)∨
Q(x1)歸結(jié)反演歸結(jié)原理正確性的根本在于,找到矛盾可以肯定不真。方法:和命題邏輯一樣。但由于有函數(shù),所以要考慮合一和置換。
歸結(jié)反演置換和合一的注意事項(xiàng):謂詞的一致性,P()與Q(),
不可以常量的一致性,P(a,…)與P(b,….),
不可以
變量,P(a,….)與P(x,…),
可以變量與函數(shù),P(a,x,….)與P(x,f(x),…),不可以;但P(a,z,…)與P(x,f(y),…),可以不能同時(shí)消去兩個(gè)互補(bǔ)對(duì),P∨Q與P∨Q的空,不可以先進(jìn)行內(nèi)部簡(jiǎn)化(置換、合并)
歸結(jié)反演—在定理證明中的應(yīng)用歸結(jié)反演的基本思想
目標(biāo)公式被否定并化為子句集,添加到命題公式集中,用歸結(jié)反演應(yīng)用于聯(lián)合集,并力圖推導(dǎo)出一個(gè)空子句(□或NIL)表示產(chǎn)生一個(gè)矛盾,定理得證。歸結(jié)反演—在定理證明中的應(yīng)用歸結(jié)反演的過程(證明F→Q)寫出謂詞關(guān)系公式F(前提)和Q(目標(biāo)、結(jié)論)否定目標(biāo)Q加入公式集F,寫出謂詞表達(dá)式{F,Q}求SKOLEM標(biāo)準(zhǔn)形化為子句集S對(duì)S中可歸結(jié)的子句做歸結(jié)歸結(jié)式仍放入S中,反復(fù)歸結(jié)過程得到空子句□(NIL)
,得證歸結(jié)反演—在定理證明中的應(yīng)用證明:每個(gè)儲(chǔ)蓄錢的人都獲得利息,若沒有利息就沒有人去儲(chǔ)蓄錢。令:S(x,y)表示x儲(chǔ)蓄yM(x)表示x是錢
I(x)表示x是利息E(x,y)表示x獲得y則前提為
(x)[(y)(
S(x,y)∧M(y))(y)(I(y)∧E(x,y))]
結(jié)論為
(x)I(x)(x)(y)(
S(x,y)
M(y))
歸結(jié)反演—在定理證明中的應(yīng)用
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))
F化為子句得
A(x,y)∨
B(y)∨C(f(x))………….(1)
A(x,y)∨
B(y)∨D(x,f(x))………….(2)G化為子句得
C(z)……….(3)A(a,b)………..(4)B(b)……….(5)歸結(jié)反演—在定理證明中的應(yīng)用A(x,y)∨B(y)∨D(x,f(x))A(x,y)∨B(y)∨C(f(x))C(z)A(a,b)B(b)(1)(2)(3)(4)(5)NIL(8)B(b)∨C(f(a))(6){a/x,b/y}B(b)(7){f(a)/z}歸結(jié)反演—在定理證明中的應(yīng)用歸結(jié)反演基本算法:給定公式F對(duì)應(yīng)的子句集S,求證目標(biāo)公式G成立。
①CLAUSES←S∪{G}②UntilNIL是CLAUSES的成員,do:
③begin④在子句集CLAUSES中選擇二個(gè)不同的可歸結(jié)的子句Ci,Cj⑤計(jì)算Ci,Cj的歸結(jié)式Cij⑥CLAUSES←將Cij加入到CLAUSES中
⑦end說明:可歸結(jié)子句的選擇次序可以是任意的。歸結(jié)反演—在定理證明中的應(yīng)用
證明:梯形的對(duì)角線與上下底構(gòu)成的內(nèi)錯(cuò)角相等。引入謂詞:T(x,y,u,v)表示xy為上底,uv為下底的梯形。
P(x,y,u,v)表示xy//uv。
E(x,y,z,u,v,w)表示∠xyz=∠uvw。xvuy梯形上下底平行平行內(nèi)錯(cuò)角相等歸結(jié)反演—在定理證明中的應(yīng)用
問題描述:A1:(x)(y)(u)(v)((T(x,y,u,v)P(x,y,u,v))
//上下底平行A2:(x)(y)(u)(v)((P(x,y,u,v)E(x,y,v,u,v,y))
//平行內(nèi)錯(cuò)角相等A3:T(a,b,c,d)
G:E(a,b,d,c,d,b)
化為子句:
A1:
T(x,y,u,v)∨P(x,y,u,v)A2:P(x,y,u,v)∨E(x,y,v,u,v,y)A3:T(a,b,c,d)
G:E(a,b,d,c,d,b)acdb歸結(jié)反演—在定理證明中的應(yīng)用T(x,y,u,v)∨P(x,y,u,v)P(x,y,u,v)∨E(x,y,v,u,v,y)T(a,b,c,d)E(a,b,d,c,d,b)(1)(2)(3)(4)(6)(5)P(a,b,c,d)P(a,b,c,d)NIL歸結(jié)反演—在定理證明中的應(yīng)用證明如下公式G是否為F的邏輯結(jié)論
答案:
是歸結(jié)反演—求解問題的答案基于歸結(jié)法的問答系統(tǒng)問答系統(tǒng)要解決的問題形式:有二種類型:直接問答:求證當(dāng)x=A時(shí),G(A)成立。即:真假證明間接問答:求證當(dāng)x=?時(shí),G(x)成立。即:求值證明前面的證明方法都屬于直接問答。間接問答方法需要采用構(gòu)造方法。歸結(jié)反演—求解問題的答案例題:如果Peter去那兒,則John就去那兒。如果Peter在學(xué)校。問題:
John去哪兒?解:用謂詞公式表達(dá)所有前提以及結(jié)論。
①②結(jié)論:歸結(jié)反演—求解問題的答案子句集:上面證明了:在給定前提下結(jié)論成立。
但是沒有給出:John在哪兒。解決問題的辦法是:歸結(jié)反演—求解問題的答案解決問題的辦法:①由目標(biāo)公式的否定與目標(biāo)公式的析取構(gòu)成重言式(G∨G),將其加入到公式集中,取代原來公式集中目標(biāo)公式的否定式。②依據(jù)反演樹的構(gòu)造方法進(jìn)行歸結(jié),直到得到某個(gè)子句為止。③以該子句作為對(duì)問題的回答。歸結(jié)反演—求解問題的答案上例中,用取代答案是:John在學(xué)校。歸結(jié)反演—求解問題的答案求解的過程寫出謂詞關(guān)系公式F(已知前提)求SKOLEM標(biāo)準(zhǔn)形,化為子句集S寫出待求解問題的謂詞公式,然后把它否定并與形式謂詞ANSWER構(gòu)成析取式(變?cè)恢拢┌言撐鋈∈交癁樽泳浼⑷氲絊中,得到子句集S’對(duì)S’中可歸結(jié)的子句做歸結(jié)歸結(jié)式仍放入S中,反復(fù)歸結(jié)過程得到歸結(jié)式ANSWER,則答案就在ANSWER中。問題得到解。歸結(jié)反演—求解問題的答案上例中,用取代答案是:John在學(xué)校。歸結(jié)反演—求解問題的答案求猴子吃香蕉問題的答案:A1(x)(y)(z)(s)(P(x,y,z,s)P(z,y,z,Walk(x,z,s)))A2(x)(y)(s)(P(x,y,x,s)P(y,y,y,Carry(x,y,s)))A3(s)(P(b,b,b,s)R(Climb(s)))A4P(a,b,c,s0)A5R(s)∨ANS(s)歸結(jié)反演—求解問題的答案化為子句:A1P(x,y,z,s)∨P(z,y,z,Walk(x,z,s))………….(1)A2P(x,y,x,s)∨P(y,y,y,Carry(x,y,s))………….(2)A3P(b,b,b,s)∨R(Climb(s))…………..(3)A4P(a,b,c,s0)…………..(4)A5R(s)∨ANS(s)…………..(5)歸結(jié)反演—求解問題的答案歸結(jié)P(x1,y,z,s3)∨P(z,y,z,Walk(x1,z,s3))(1)P(x,y,x,s2)∨P(y,y,y,Carry(x,y,s2))(2)P(a,b,c,s0)(4)R(s1)∨ANS(s1)(5)P(b,b,b,s)∨R(Climb(s))(3)P(b,b,b,s)∨ANS(Climb(s))(6)P(x,b,x,s2)∨ANS(Climb(Carry(x,b,s2)))(7)P(x1,b,z,s3)∨ANS(Climb(Carry(z,b,Walk(x1,z,s3))))(8)ANS(Climb(Carry(c,b,Walk(a,c,s0))))(9){Climb(s)/s1}{b/y,Carry(x,b,s2)/s}{z/x,b/y,Walk(x1,z,s3)/s2}{a/x1,c/z,s0/s3}歸結(jié)反演歸結(jié)法的實(shí)質(zhì):歸結(jié)法是僅有一條推理規(guī)則的推理方法。歸結(jié)的過程是一個(gè)語義樹倒塌的過程。歸結(jié)法的問題子句中有等號(hào)或不等號(hào)時(shí),完備性不成立?!鵋erbrand定理的不實(shí)用性引出了可實(shí)用的歸結(jié)法。第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理歸結(jié)策略例設(shè)已知1)能閱讀的人是識(shí)字的。2)海豚不識(shí)字。3)有些海豚是聰明的。證明:有些很聰明的人并不能閱讀。引入謂詞L(x)表示識(shí)字、R(x)能閱讀、D(x)海豚、I(x)有智力
1)(x)(R(x)L(x))2)(x)(D(x)
L(x))3)(x)(D(x)∧I(x))G:(x)(I(x)∧
R(x))
對(duì)應(yīng)子句
1)R(x)∨L(x)2)D(y)∨
L(y)3a)D(A)3b)I(A)4)I(z)∨R(z)歸結(jié)策略---寬度優(yōu)先策略的反演圖R(x)∨L(x)D(y)∨
L(y)D(A)I(A)I(z)∨R(z)R(A)I(z)∨L(z)R(y)∨
D(y)L(A)L(A)D(A)I(z)∨
D(z)R(A)I(A)L(A)NILNILI(A)第二級(jí)歸結(jié)第三級(jí)歸結(jié)第一級(jí)歸結(jié)歸結(jié)策略---寬度優(yōu)先策略
寬度優(yōu)先:⑴首先歸結(jié)出基本集S0∪{~G}所有可能的歸結(jié)式(第一級(jí)歸結(jié))。例:⑵再同理歸結(jié)出第二級(jí)歸結(jié)式。例:⑶依次類推,直到出現(xiàn)NIL子句。優(yōu)點(diǎn):具有完備性不足:效率低,代價(jià)大R(A)L(A)NIL歸結(jié)策略實(shí)用上,歸結(jié)反演系統(tǒng)面臨著大子句集而引起的演繹效率問題。解決問題的關(guān)鍵在于選擇有利于導(dǎo)致快速產(chǎn)生空子句的子句進(jìn)行歸結(jié)。若盲目地隨機(jī)選擇子句對(duì)進(jìn)行歸結(jié),不僅要耗時(shí),而且還會(huì)歸結(jié)出許多無用的歸結(jié)式而過分?jǐn)U張了子句集,從而浪費(fèi)了時(shí)空,并降低了效率。研究歸結(jié)策略成為促進(jìn)歸結(jié)演繹技術(shù)實(shí)用化的重點(diǎn)。歸結(jié)策略要解決的問題:歸結(jié)方法的知識(shí)爆炸??刂撇呗缘哪康臍w結(jié)點(diǎn)盡量少控制策略的原則給出控制策略,以使僅對(duì)選擇合適的子句間方可做歸結(jié)。避免多余的、不必要的歸結(jié)式出現(xiàn)?;蛘哒f,少做些歸結(jié)仍能導(dǎo)出空子句??刂撇呗缘姆诸悇h除策略限制策略歸結(jié)策略控制策略的方法刪除策略支持集策略 完備輸入策略不完備單文字子句策略不完備祖先過濾策略 完備限制策略歸結(jié)策略刪除策略純文字刪除法:找不到與之互補(bǔ)的文字為純文字。歸結(jié)時(shí)把它所在的子句從子句集中刪去。重言式刪除法:一個(gè)子句中同時(shí)包含互補(bǔ)文字的子句為重言式,刪除它不影響其所在子句集的不可滿足性。包孕刪除法:設(shè)有兩個(gè)子句C1,C2,若存在一個(gè)代換,使得C1
C2則稱C1,包孕于C2的二元?dú)w結(jié)式。把子句集中包孕的子句刪去,不影響子句集的不可滿足性。歸結(jié)策略支持集策略:每次歸結(jié),親本子句中至少應(yīng)有一個(gè)是由目標(biāo)公式的否定所得到的子句,或者是它們的后裔。
支持集策略是完備的它相當(dāng)于帶有約束條件的寬度優(yōu)先策略歸結(jié)子句集的增長(zhǎng)速度較寬度優(yōu)先策略慢歸結(jié)策略---寬度優(yōu)先策略的反演圖R(x)∨L(x)D(y)∨
L(y)D(A)I(A)I(z)∨R(z)R(A)I(z)∨L(z)R(y)∨
D(y)L(A)L(A)D(A)I(z)∨
D(z)R(A)I(A)L(A)NILNILI(A)G歸結(jié)策略---支持集策略的反演圖R(x)∨L(x)D(y)∨
L(y)D(A)I(A)I(z)∨R(z)R(A)I(z)∨L(z)R(y)∨
D(y)L(A)L(A)D(A)I(z)∨
D(z)R(A)I(A)L(A)NILNILI(A)GD(A)NIL歸結(jié)策略---支持集策略的反演圖R(x)∨L(x)D(y)∨
L(y)D(A)I(A)I(z)∨R(z)R(A)I(z)∨L(z)R(y)∨
D(y)L(A)L(A)D(A)I(z)∨
D(z)R(A)I(A)L(A)NILNILI(A)GD(A)NIL歸結(jié)策略輸入策略:參加歸結(jié)的兩個(gè)子句中必須至少有一個(gè)是初始子句集(基本集)中的子句。
線性輸入策略是不完備的。有些存在反演的系統(tǒng)不一定存在線性輸入反演。說明:因?yàn)槊總€(gè)歸結(jié)式的父節(jié)點(diǎn)中至少有一個(gè)是基本集成員,所以NIL的父節(jié)點(diǎn)也必有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)來自基本集。歸結(jié)策略---寬度優(yōu)先策略的反演圖R(x)∨L(x)D(y)∨
L(y)D(A)I(A)I(z)∨R(z)R(A)I(z)∨L(z)R(y)∨
D(y)L(A)L(A)D(A)I(z)∨
D(z)R(A)I(A)L(A)NILNILI(A)歸結(jié)策略---輸入策略的反演圖R(x)∨L(x)D(y)∨
L(y)D(A)I(A)I(z)∨R(z)R(A)I(z)∨L(z)R(y)∨
D(y)L(A)L(A)D(A)I(z)∨
D(z)R(A)I(A)L(A)NILNILI(A)NIL歸結(jié)策略---輸入策略的反演圖R(x)∨L(x)D(y)∨
L(y)D(A)I(A)I(z)∨R(z)R(A)I(z)∨L(z)R(y)∨
D(y)L(A)L(A)D(A)I(z)∨
D(z)R(A)I(A)L(A)NILNILI(A)NIL>>>>歸結(jié)策略單文字子句(單元)策略:要求參加歸結(jié)的兩個(gè)子句中必須至少有一個(gè)是單文字(子句中只包含一個(gè)文字)子句。
單文字子句策略是不完備的。所得到的歸結(jié)式中的文字比與該單元子句進(jìn)行歸結(jié)的另一個(gè)子句中的文字少歸結(jié)策略---寬度優(yōu)先策略的反演圖R(x)∨L(x)D(y)∨
L(y)D(A)I(A)I(z)∨R(z)R(A)I(z)∨L(z)R(y)∨
D(y)L(A)L(A)D(A)I(z)∨
D(z)R(A)I(A)L(A)NILNILI(A)歸結(jié)策略---單文字子句策略的反演圖R(x)∨L(x)D(y)∨
L(y)D(A)I(A)I(z)∨R(z)R(A)I(z)∨L(z)R(y)∨
D(y)L(A)L(A)D(A)I(z)∨
D(z)R(A)I(A)L(A)NILNILI(A)NILNIL歸結(jié)策略---單文字子句策略的反演圖R(x)∨L(x)D(y)∨
L(y)D(A)I(A)I(z)∨R(z)R(A)I(z)∨L(z)R(y)∨
D(y)L(A)L(A)D(A)I(z)∨
D(z)R(A)I(A)L(A)NILNILI(A)NILNIL歸結(jié)策略祖先過濾策略:對(duì)兩個(gè)子句C1,C2進(jìn)行歸結(jié)時(shí),要求滿足以下2個(gè)條件中的任一個(gè)。
C1,C2中至少有一個(gè)是初始子句集中的子句。(輸入策略)否則,C1,C2中一個(gè)應(yīng)是另一個(gè)的祖先。輸入策略是該策略的一種特殊情況。該策略是完備的。
歸結(jié)策略---祖先過濾策略的反演圖P(x)∨Q(x)Q(y)∨P(y)Q(z)∨
P(z)P(x)P(x)Q(x)NILQ(t)∨P(t)歸結(jié)策略---線性策略線性歸結(jié)策略首先從子句集中選取一個(gè)稱作頂子句的子句C0開始作歸結(jié)。歸結(jié)過程中所得到的歸結(jié)式Ci立即同另一子句Bi進(jìn)行歸結(jié)得歸結(jié)式Ci+1。而Bi屬于S或是已出現(xiàn)的歸結(jié)式Cj(j<i)。即,如下圖所示歸結(jié)得到的新子句立即參加歸結(jié)。線性歸結(jié)是完備的,同樣,所有可歸結(jié)的謂詞公式都可以采用線性歸結(jié)策略達(dá)到加快歸結(jié)速度的目的。如果能搞找到一個(gè)較好的頂子句,可以式歸結(jié)順利進(jìn)行。否則也可能事與愿違。歸結(jié)策略---線性策略C0C1C2C3C4C5空線性歸結(jié)策略示意圖歸結(jié)策略---策略的組合策略的組合:針對(duì)某些具體問題,綜合運(yùn)用上述若干策略。如:支持集與輸入組合;支持集與祖先過濾組合等。第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理把F的不可滿足判斷S的不可滿足引用Herbrand定理,研究S的不可滿足性。引用Herbrand定理,以說明歸結(jié)原理的意義及一個(gè)原理形成的根基與背景
第三章謂詞邏輯與歸結(jié)原理基本概念命題邏輯的歸結(jié)法子句形歸結(jié)原理歸結(jié)過程的策略控制Herbrand定理Herbrand定理名詞:
公式F永真:對(duì)于F的所有解釋,F都為真.
公式F永假:沒有一個(gè)解釋使F為真.問題:
要判定一個(gè)子句集是不可滿足的,就是要判定該子句集中的每一個(gè)子句都是不可滿足的;要判定一個(gè)子句是不可滿足的,則需要判定該子句對(duì)任何非空個(gè)體域的任意解釋都是不可滿足的.可見,判定子句集的不可滿足性是一件非常困難的工作.
Herbrand定理問題: 一階邏輯公式的永真性(永假性)的判定是否能在有限步內(nèi)完成?Herbrand定理1936年圖靈(Turing)和邱吉(Church)互相獨(dú)立地證明了:
“沒
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