Quantifier elimination and quantifier-free formulae for universally–existentially (AE) quantified formulae in Ben-Haim's info-gap model of uncertainty
The method of quantifier elimination with implementations in some computer algebra systems already proved useful for the computation of both the robustness and the opportuneness (or opportunity) functions in Ben-Haim's info-gap (or information-gap) model of uncertainty. As is well known, this m...
Κύριος συγγραφέας: | |
---|---|
Άλλοι συγγραφείς: | |
Γλώσσα: | English |
Έκδοση: |
Κανένας
2021
|
Θέματα: | |
Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15680 |
id |
nemertes-10889-15680 |
---|---|
record_format |
dspace |
institution |
UPatras |
collection |
Nemertes |
language |
English |
topic |
Uncertainty Info-gap Information-gap IGDT Non-probabilistic methods Robust reliability Robustness Opportuneness Universal quantifier Existential quantifier Quantified formulae Quantifier elimination Quantifier-free formulae Rectangles Area Rectangular cuboids Volume Columns Buckling load Beams Reactions Mathematica Αβεβαιότητα Πληροφοριακό κενό Κενό πληροφοριών IGDT Μη πιθανοτικές μέθοδοι Ισχυρή αξιοπιστία Ανθεκτικότητα Επιτευξιμότητα Καθολικός ποσοδείκτης Υπαρξιακός ποσοδείκτης Τύποι με ποσοδείκτες Απαλοιφή ποσοδεικτών Τύποι χωρίς ποσοδείκτες Ορθογώνια Εμβαδόν Ορθογώνια παραλληλεπίπεδα Όγκος Στύλοι Φορτίο λυγισμού Δοκοί Αντιδράσεις Mathematica |
spellingShingle |
Uncertainty Info-gap Information-gap IGDT Non-probabilistic methods Robust reliability Robustness Opportuneness Universal quantifier Existential quantifier Quantified formulae Quantifier elimination Quantifier-free formulae Rectangles Area Rectangular cuboids Volume Columns Buckling load Beams Reactions Mathematica Αβεβαιότητα Πληροφοριακό κενό Κενό πληροφοριών IGDT Μη πιθανοτικές μέθοδοι Ισχυρή αξιοπιστία Ανθεκτικότητα Επιτευξιμότητα Καθολικός ποσοδείκτης Υπαρξιακός ποσοδείκτης Τύποι με ποσοδείκτες Απαλοιφή ποσοδεικτών Τύποι χωρίς ποσοδείκτες Ορθογώνια Εμβαδόν Ορθογώνια παραλληλεπίπεδα Όγκος Στύλοι Φορτίο λυγισμού Δοκοί Αντιδράσεις Mathematica Ioakimidis, Nikolaos Quantifier elimination and quantifier-free formulae for universally–existentially (AE) quantified formulae in Ben-Haim's info-gap model of uncertainty |
description |
The method of quantifier elimination with implementations in some computer algebra systems already proved useful for the computation of both the robustness and the opportuneness (or opportunity) functions in Ben-Haim's info-gap (or information-gap) model of uncertainty. As is well known, this model constitutes an interesting and practical tool in decision theory. Moreover, quantifier elimination concerning the robustness/opportuneness functions can be performed to the related universally/existentially quantified formulae. Here we proceed to the consideration of the additional mixed (AE) case, where both the universal and the existential quantifiers are present in the quantified formula related to Ben-Haim's info-gap model of uncertainty. In this mixed (AE) case, evidently now with more than one uncertain variable, the universal quantifier concerns one (or more than one) uncertain variable and similar is the case with the existential quantifier. After performing quantifier elimination to this quantified formula (here by using the computer algebra system Mathematica), we derive the related QFF (quantifier-free formula) that concerns the horizon of uncertainty. The case of more than one horizon of uncertainty can also be similarly studied. In this way, an expression for the horizon of uncertainty in a logical form with the appropriate inequalities is derived. From this form it is observed that additional immunity functions (beyond the classical robustness and opportuneness functions) appear in the mixed universal–existential (AE) case. The present approach is applied to four uncertainty problems which are based on info-gap models and concern (i) the area of a rectangle, (ii) the buckling load of a fixed–free column, (iii) the volume of a rectangular cuboid and (iv) the reactions at the ends of a fixed beam loaded by a concentrated load. |
author2 |
Ιωακειμίδης, Νικόλαος |
author_facet |
Ιωακειμίδης, Νικόλαος Ioakimidis, Nikolaos |
author |
Ioakimidis, Nikolaos |
author_sort |
Ioakimidis, Nikolaos |
title |
Quantifier elimination and quantifier-free formulae for universally–existentially (AE) quantified formulae in Ben-Haim's info-gap model of uncertainty |
title_short |
Quantifier elimination and quantifier-free formulae for universally–existentially (AE) quantified formulae in Ben-Haim's info-gap model of uncertainty |
title_full |
Quantifier elimination and quantifier-free formulae for universally–existentially (AE) quantified formulae in Ben-Haim's info-gap model of uncertainty |
title_fullStr |
Quantifier elimination and quantifier-free formulae for universally–existentially (AE) quantified formulae in Ben-Haim's info-gap model of uncertainty |
title_full_unstemmed |
Quantifier elimination and quantifier-free formulae for universally–existentially (AE) quantified formulae in Ben-Haim's info-gap model of uncertainty |
title_sort |
quantifier elimination and quantifier-free formulae for universally–existentially (ae) quantified formulae in ben-haim's info-gap model of uncertainty |
publisher |
Κανένας |
publishDate |
2021 |
url |
http://hdl.handle.net/10889/15680 |
work_keys_str_mv |
AT ioakimidisnikolaos quantifiereliminationandquantifierfreeformulaeforuniversallyexistentiallyaequantifiedformulaeinbenhaimsinfogapmodelofuncertainty AT ioakimidisnikolaos apaloiphēposodeiktōnkaitypoichōrisposodeiktesgiatypousmekatholikousyparxiakousaeposodeiktesstomonteloabebaiotētasplērophoriakoukenoutoubenhaim |
_version_ |
1771297213819912192 |
spelling |
nemertes-10889-156802022-09-05T14:06:43Z Quantifier elimination and quantifier-free formulae for universally–existentially (AE) quantified formulae in Ben-Haim's info-gap model of uncertainty Απαλοιφή ποσοδεικτών και τύποι χωρίς ποσοδείκτες για τύπους με καθολικούς–υπαρξιακούς (ΑΕ) ποσοδείκτες στο μοντέλο αβεβαιότητας πληροφοριακού κενού του Ben-Haim Ioakimidis, Nikolaos Ιωακειμίδης, Νικόλαος Uncertainty Info-gap Information-gap IGDT Non-probabilistic methods Robust reliability Robustness Opportuneness Universal quantifier Existential quantifier Quantified formulae Quantifier elimination Quantifier-free formulae Rectangles Area Rectangular cuboids Volume Columns Buckling load Beams Reactions Mathematica Αβεβαιότητα Πληροφοριακό κενό Κενό πληροφοριών IGDT Μη πιθανοτικές μέθοδοι Ισχυρή αξιοπιστία Ανθεκτικότητα Επιτευξιμότητα Καθολικός ποσοδείκτης Υπαρξιακός ποσοδείκτης Τύποι με ποσοδείκτες Απαλοιφή ποσοδεικτών Τύποι χωρίς ποσοδείκτες Ορθογώνια Εμβαδόν Ορθογώνια παραλληλεπίπεδα Όγκος Στύλοι Φορτίο λυγισμού Δοκοί Αντιδράσεις Mathematica The method of quantifier elimination with implementations in some computer algebra systems already proved useful for the computation of both the robustness and the opportuneness (or opportunity) functions in Ben-Haim's info-gap (or information-gap) model of uncertainty. As is well known, this model constitutes an interesting and practical tool in decision theory. Moreover, quantifier elimination concerning the robustness/opportuneness functions can be performed to the related universally/existentially quantified formulae. Here we proceed to the consideration of the additional mixed (AE) case, where both the universal and the existential quantifiers are present in the quantified formula related to Ben-Haim's info-gap model of uncertainty. In this mixed (AE) case, evidently now with more than one uncertain variable, the universal quantifier concerns one (or more than one) uncertain variable and similar is the case with the existential quantifier. After performing quantifier elimination to this quantified formula (here by using the computer algebra system Mathematica), we derive the related QFF (quantifier-free formula) that concerns the horizon of uncertainty. The case of more than one horizon of uncertainty can also be similarly studied. In this way, an expression for the horizon of uncertainty in a logical form with the appropriate inequalities is derived. From this form it is observed that additional immunity functions (beyond the classical robustness and opportuneness functions) appear in the mixed universal–existential (AE) case. The present approach is applied to four uncertainty problems which are based on info-gap models and concern (i) the area of a rectangle, (ii) the buckling load of a fixed–free column, (iii) the volume of a rectangular cuboid and (iv) the reactions at the ends of a fixed beam loaded by a concentrated load. Η μέθοδος της απαλοιφής ποσοδεικτών με υλοποιήσεις σε μερικά συστήματα υπολογιστικής άλγεβρας αποδείχθηκε ήδη χρήσιμη για τον υπολογισμό και των δύο συναρτήσεων ανθεκτικότητας και επιτευξιμότητας (ή ευκαιρίας) στο μοντέλο αβεβαιότητας πληροφοριακού κενού (ή κενού πληροφοριών) του Ben-Haim. Όπως είναι πολύ γνωστό, το μοντέλο αυτό αποτελεί ένα ενδιαφέρον και πρακτικό εργαλείο στη θεωρία αποφάσεων. Επιπλέον, απαλοιφή ποσοδεικτών που αφορά στις συναρτήσεις ανθεκτικότητας/επιτευξιμότητας μπορεί να εκτελεσθεί στους σχετικούς τύπους με καθολικούς/υπαρξιακούς ποσοδείκτες. Εδώ προχωράμε στην εξέταση της πρόσθετης μικτής (AE) περιπτώσεως, όπου τόσο ο καθολικός όσο και ο υπαρξιακός ποσοδείκτης είναι παρόντες στον τύπο με ποσοδείκτες που σχετίζεται με το μοντέλο αβεβαιότητας πληροφοριακού κενού του Ben-Haim. Σε αυτήν τη μικτή (AE) περίπτωση, προφανώς τώρα με περισσότερες από μία αβέβαιες μεταβλητές, ο καθολικός ποσοδείκτης αφορά σε μία (ή σε περισσότερες από μία) αβέβαιες μεταβλητές και παρόμοια είναι η περίπτωση με τον υπαρξιακό ποσοδείκτη. Αφού εκτελέσουμε την απαλοιφή ποσοδεικτών σε αυτόν τον τύπο με ποσοδείκτες (εδώ χρησιμοποιώντας το σύστημα υπολογιστικής άλγεβρας Mathematica), βρίσκουμε το σχετικό QFF (τύπο χωρίς ποσοδείκτες) που αφορά στον ορίζοντα αβεβαιότητας. Η περίπτωση περισσότερων του ενός οριζόντων αβεβαιότητας μπορεί επίσης να μελετηθεί με παρόμοιο τρόπο. Με αυτόν τον τρόπο προκύπτει μια έκφραση για τον ορίζοντα αβεβαιότητας σε λογική μορφή με τις κατάλληλες ανισότητες. Από αυτήν τη μορφή παρατηρείται ότι πρόσθετες συναρτήσεις ασφάλειας (πέρα από τις κλασικές συναρτήσεις ανθεκτικότητας και επιτευξιμότητας) εμφανίζονται στη μικτή καθολική–υπαρξιακή (AE) περίπτωση. Η παρούσα μέθοδος εφαρμόζεται σε τέσσερα προβλήματα αβεβαιότητας που βασίζονται σε μοντέλα πληροφοριακού κενού και αφορούν (i) στο εμβαδόν ενός ορθογωνίου, (ii) στο φορτίο λυγισμού ενός πακτωμένου–ελεύθερου στύλου, (iii) στον όγκο ενός ορθογωνίου παραλληλεπιπέδου και (iv) στις αντιδράσεις στα άκρα πακτωμένης δοκού που φορτίζεται με συγκεντρωμένο φορτίο. 2021-12-16T19:09:56Z 2021-12-16T19:09:56Z 2021-12-16 http://hdl.handle.net/10889/15680 en application/pdf Κανένας |