随着人工智能技术的不断成熟,人工智能的场景应用进入多个行业。其中将人工智能与教育相结合,受到了社会的广泛关注。而数学在人类历史发展和社会生活中,发挥着不可替代的作用,也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。因此,在研究人工智能在教育上的应用中,对数学问题的机器自动求解是一个热门的研究领域。实现自动推理,向学生提供平等、高质量的教学资源,从而降低学生自主学习、教师授课答疑的成本,对传统教学工具智能化有着重要的意义。本文分析并研究了三角函数题目中涉及的主要知识和求解方法,设计并实现了基于规则引擎的三角函数解题系统。三角函数解题系统由图像识别服务、自然语言处理服务、解题服务、展示服务4个服务组成。本文主要介绍其中的解题服务和展示服务。三角函数解题系统获取题目信息后,首先使用图像识别服务和自然语言处理服务将题目信息转化为格式化的信息,然后通过解题服务求解出答案并输出。解题服务中设计并实现了模型库,其中含有三角函数解题过程中所需要的各种Java类和建立类对象的方法。在模型库中,知识被分为了知识实体,和知识实体间关系两大类。解题服务中还设计并实现了规则库,其中含有三角函数解题过程中所需要的各种解题策略。这些策略按照执行优先级和适用题型进行分类,便于推理引擎调用。解题服务接收由图像识别服务和自然语言处理服务产生的格式化信息,利用模型库中的建模规则,对题目题干和问题分别建立Java对象模型。这些Java对象被加载入规则引擎,通过规则引擎调度并执行规则库中的规则,获取最终答案并将完整解题过程输出。解题服务中,通过对推理过程的抽象,建立了推理树、推理节点、最小知识等类,实现了对推理过程的记录。同时提出了模板推理、结论演绎等方法来优化推理引擎的调度过程。展示服务负责调度其他3个服务,并且完成与前端的交互。本系统后端基于Spring Cloud架构,前端使用Vue.js搭建,使用My SQL进行数据存储。测试结果显示,本系统能正确求解出70%以上三角函数题型,系统运行稳定,基本完成预期目标。