- •Лабораторная работа №1. Логические модели представления знаний. Метод резолюций.
- •Теоретическая часть
- •Правило резолюций
- •3. Заменим отрицание по правилу де Моргана
- •Метод резолюций
- •1. Заменим импликацию
- •2. Заменим отрицание по правилу де Моргана
- •Преимущества и недостатки метода резолюций
- •Общая постановка задачи
- •Список индивидуальных данных
- •Пример выполнения работы
- •Контрольные вопросы к защите
1. Заменим импликацию
2. Заменим отрицание по правилу де Моргана
Данная
формула
представляет
собой конъюнкцию, и к КНФ нужно приводить
только отдельные формулы
.
Таким образом, необходимо доказать
тождественную ложность данной формулы
(противоречие)
.
Ложь может следовать только из-за лжи,
а из истины ложь следовать не может
(свойство импликации). Поэтому вывод
пустой дизъюнкции из формул
покажет, что они не совместимы друг с
другом (то есть не могут быть верны все
эти формулы одновременно). Но нам
известно, что
истины, то есть у нас имеется такое
знание. И дополнительно мы доказали,
что одновременно
не может быть истиной, следовательно,
невозможно чтобы было
.
не может быть истинно, а следовательно
истинно
.
Алгоритм построения вывода методом резолюций :
1. Привести формулу к виду .
2. Применить правило отрицания к исходной формуле .
3. Преобразовать формулу к виду .
4. Доказываем тождественную ложность данной формулы (противоречие) .
5. Привести все формулы к КНФ.
6. Составить множество дизъюнктов S формул .
7. Посредством применения правила резолюций к дизъюнктам, содержащим контрарные пары, ищем их резольвенты.
8. Процесс продолжается до тех пор, пока не получится пустой дизъюнкт #, либо не выведется два дизъюнкта представляющих собой контрарную пару литер (что тоже является #).
9. Если процесс заканчивается пустым дизъюнктом, то вывод обоснован.
Таким
образом, если пустой дизъюнкт выводим
из множества дизъюнктов S,
то формула
является логическим следствием формул
.
Если из множества дизъюнктов нельзя
вывести #, то
не является логическим следствием
формул
.
В процессе осуществления резолютивного вывода возможны следующие ситуации:
1. Среди множества дизъюнктов нет содержащих контрарные литеры. Это означает, что формула не выводима из множества формул .
2. В результате очередного применения правила резолюции получен пустой дизъюнкт. Это означает, что формула выводима из множества формул .
3. Процесс зацикливается, т. е. получаются все новые и новые резольвенты, среди которых нет пустых. Это ничего не означает.
При построении интеллектуальных систем основанных на методе резолюций решается алгоритмическая задача «Каким образом формировать резольвенты для быстрого получения контрарной пары и до каких пор формировать резольвенты?».
Преимущества и недостатки метода резолюций
1. Метод резолюций легко поддается алгоритмизации. Это позволяет использовать его в логических языках.
2. Недостатком этого метода является необходимость представления формул в КНФ.
3. Автоматическое доказательство теорем методом резолюций основано на переборе, который может быть настолько большим, что затраты времени на него практически неосуществимы.
4. В множестве дизъюнктов существует, как правило, не одна пара дизъюнктов, к которым можно применить правило резолюций.
5. Применение метода резолюций в доказательстве теорем и при планировании действий.
Пример.
Доказать методом резолюций
(истинность
если известно, что истинны посылки
),
что эквивалентно записи
.
Доказательство методом резолюций основывается на доказательстве несовместимости отрицания исходной формулы.
1.
Следовательно, применяется отрицание
к исходной формуле
,
что после преобразования эквивалентно
записи
.
2.
Приводим формулы к КНФ:
3.
Опускается знак конъюнкции, и выписываются
только дизъюнкты
4. К дизъюнктам применяется правило резолюций:
4.1. Возьмем первые 2 дизъюнкта
и сопоставим их к виду дизъюнктов
правила резолюций
:
Тогда, на основании правила резолюций следует, что
.
Видно, что получается тождественная
единица, но она нам не сообщает
дополнительной информации, так как
она может следовать и изо лжи.4.2. Применим правило резолюций к другим парам дизъюнктов и получим следующее множество дизъюнктов:
Получив
пустую дизъюнкцию, мы доказали, что
формулы
противоречивы. Таким образом, из
следует истинность
.
Видно, что получены пустые дизъюнкты. При этом они получены из различных комбинаций литер. Метод резолюций не дает полного алгоритма, каким образом выбирать пары дизъюнктов или как ускорить процесс получения пустого дизъюнкта. С целью оптимальной программной реализации метода разработаны различные стратегии перебора дизъюнктов.
