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...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Ioakimidis, Nikolaos
Άλλοι συγγραφείς: Ιωακειμίδης, Νικόλαος
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