平面几何证明题自动解答方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种平面几何证明题自动解答方法及系统，其中方法包括以下步骤：题目输入；题目理解，对识别出的平面几何证明题文本进行分词和词性标注，并将题目分割为n个简单的分句，对分句进行标准化处理；标注出分句中的所有几何实体词；将每个几何元素词表示成一个二元组，同时将每个几何关系词也表示成一个二元组；采用句法语义模型对几何关系进行提取，所有的几何关系形成一个元几何命题集合；机器求解，对元几何命题集合进行推理，得到题目的几何证据链；类人解答生成，根据证据链，由已知给出的条件通过前向链不断查找，直至推导到结论，从而生成类人的表达。本发明专利技术相比于目前现有的平面几何证明系统，能够大大提高解答系统的自动化程度。

Automatic solution method and system of plane geometric proof problem

The invention discloses a proof automatic answer method and system of plane geometry, the method comprises the following steps: problem input; topic understanding, to identify the plane geometry proof text word segmentation and POS tagging, and the topic is divided into n simple clauses, the clauses were standardized; mark all the word clause in geometric entities; each geometric element word into a two tuple, and each geometry word also expressed as a two tuple; using syntactic semantic model of geometry extraction, all geometric relationship of an element geometry proposition set form; machine solution, the inference of geometric element the geometric proposition set, get the chain of evidence; people answer generation, according to the chain of evidence, known by the conditions given by the chain to find, until the deduction to In conclusion, the expression of human class is generated. Compared with the existing planar geometric proof system, the invention can greatly improve the automation of the solution system.

【技术实现步骤摘要】
平面几何证明题自动解答方法及系统
本专利技术涉及人工智能中的自然语言文本理解及机器推理领域，尤其涉及平面几何证明题自动解答方法及系统。
技术介绍
初等数学自动解答中的两个主要部分是平面几何定理证明题和代数型题的自动解答。自20世纪50年代人工智能领域建立以来，自动解答就多次成为活跃研究问题，在相关领域的技术进步和智能化教育需求的合力推动下它近年来再次成为了研究热点，一些面向智能化教育服务的几何专家系统、解答系统、在线解答系统等陆续投入实际应用中。本专利主要专利技术针对平面几何定理证明题这类初等数学题目的自动解答的方法、算法和系统。本专利将在科研、教育上有巨大的应用前景。在平面几何定理自动证明方面，目前有集成代数法、几何不变量法和智能搜索法的自动证明系统。但是，这样的系统只有几何证明的推理功能而在题目理解上需要人的帮助，未实现定理自动证明的完全机械化。研究者Liu(2012)提出使用句子模板的方法来理解几何题目，但是这种基于自然语言语义分析的方法所需要的模板的数目大而且效率低下。综上所述，平面几何定理证明题的自动解答在解答方法、题目理解的深度以及大规模推广应用等方面还亟需进一步深入研究本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面几何证明题自动解答方法，其特征在于，包括以下步骤：题目输入输入平面几何定理证明题的题目图像，并识别出题目图像中所有的题目内容；题目理解对识别出的平面几何证明题文本进行分词和词性标注，并将题目分割为n个简单的分句，对分句进行标准化处理；标注出分句中的所有几何实体词，包括几何关系词和几何元素词；将每个几何元素词表示成一个二元组e＝(w，t)，其中w是题目中的几何元素词，t是w所属的几何类型；同时将每个几何关系词表示成一个二元组J＝(v，o)，其中v是题目中出现的几何关系词的代表词，o是该几何关系词v的一系列变形形式；采用句法语义模型对几何关系进行提取，且提取的几何关系表示成一阶谓词的形式，...

【技术特征摘要】
1.一种平面几何证明题自动解答方法，其特征在于，包括以下步骤：题目输入输入平面几何定理证明题的题目图像，并识别出题目图像中所有的题目内容；题目理解对识别出的平面几何证明题文本进行分词和词性标注，并将题目分割为n个简单的分句，对分句进行标准化处理；标注出分句中的所有几何实体词，包括几何关系词和几何元素词；将每个几何元素词表示成一个二元组e＝(w，t)，其中w是题目中的几何元素词，t是w所属的几何类型；同时将每个几何关系词表示成一个二元组J＝(v，o)，其中v是题目中出现的几何关系词的代表词，o是该几何关系词v的一系列变形形式；采用句法语义模型对几何关系进行提取，且提取的几何关系表示成一阶谓词的形式，所有的几何关系形成一个元几何命题集合；句法语义模型为一个三元组M＝(K，P，R)，其中K代表关键字元素，P是几何元素的类型模式，R为相关实体之间的数学关系；平面几何的句法语义模型池为Σ＝{Mi＝(Ki,Pi,Ri)|i＝1,2,…,m}；机器求解对元几何命题集合进行推理，得到题目的几何证据链；类人解答生成根据证据链，由已知给出的条件通过前向链不断查找，直至推导到结论，从而生成类人的表达。2.根据权利要求1所述的平面几何证明题自动解答方法，其特征在于，步骤“采用句法语义模型对几何关系进行提取，且提取的几何关系表示成一阶谓词的形式，所有的几何关系形成一个元几何命题集合”具体过程如下：a.构建平面几何证明题目的句法语义模型池，每一个模型表示成一个三元组N＝(J，E，F)，其中J表示几何关系代表词，E＝(e1，e2，e3)，e1、e2、e3分别是该模型所涉及到的三个几何元素，F是一阶谓词形式的原子几何命题，也是该模型提取到的几何关系表示；b.对于每一个分句，使用句法语义模型中的几何关系代表词和几何元素分别与该分句加注的几何代表词进行匹配，若几何关系词相同，且几何元素个数和几何元素类型均一致，则模型匹配该分句，将句法语义模型进行实例化后再输出；若不匹配，则继续匹配下一个模型，直至有模型被匹配为止；c.循环处理每一个分句，直至所有分句均被处理；然后输出实例化后的所有几何关系，形成一个元几何命题集合。3.根据权利要求1所述的平面几何证明题自动解答方法，其特征在于，步骤“对分句进行标准化处理”具体为：将全角字符转化为半角字符，将特殊的几何符号替换为文本描述。4.一种平面几何证明题自动解答系统，其特征在于，包括：题目输入模...

【专利技术属性】
技术研发人员：余新国，甘文斌，王明书，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42