模糊集合及其运算讲解
1、模糊子集
定义:设U是论域,称映射
A : U [0,1],
U
~
x A( x) [0,1]
A
~
~
确定了一个U上的模糊子集 A 。映射 A 称为 A 隶属函
~
~
~
数,A( x)
~
称为 x
对
A 的隶属程度,简称隶一确定,故认为二者
~
~
是等同的。为简单见,通常用A来表示
表示取大; 表示取小。
余: Ac ( x) 1 A( x),x U
例 设论域U = {x1, x2, x3, x4, x5}(商品集),在U 上定义两个模糊集: A =“商品质量好” B =“商 品质量坏”,并设
A = (0.8, 0.55, 0, 0.3, 1). B = (0.1, 0.21, 0.86, 0.6, 0). 则Ac=“商品质量不好”, Bc=“商品质量不坏”.
(4)有界和、取小算子 (,)
a b 1 (a b),a b min{a,b}
(5)有界和、乘积算子 (,)
a b 1 (a b),a b ab
(6)Einstain算子 ( , )
a b
ab
,a b
ab
1 ab
A : U {0,1} u A(u),
其中
A (u)
1, 0,
u A u A
函数 A 称为集合A的特征函数。
二、模糊集合及其运算
美国控制论专家Zadeh教授正视了经典集合描述的 “非此即彼”的清晰现象,提示了现实生活中的绝大多数 概念并非都是“非此即彼”那么简单,而概念的差异常以 中介过渡的形式出现,表现为“亦此亦彼”的模糊现象。 基于此,1965年, Zadeh教授在《Information and Control》杂志上发表了一篇开创性论文“Fuzzy Sets”, 标志着模糊数学的诞生。
A A( x) xU x
2、模糊集的运算
定义:设A,B是论域U的两个模糊子集,定义
相等: A B A( x) B( x),x U
包含: A B A( x) B( x),x U
并: ( A B)(x) A( x) B( x),x U 交: ( A B)(x) A( x) B( x),x U
1 (1 a)(1 b)
3、模糊矩阵 定义:设 R (rij )mn ,0 rij 1,称R为模糊矩阵。
当 rij 只取0或1时,称R为布尔(Boole)矩阵。 当模糊方阵 R (rij )nn的对角线上的元素 rii 都为1时, 称R为模糊自反矩阵。
(1)模糊矩阵间的关系及运算 定义:设 A (aij )mn , B (bij )mn 都是模糊矩阵,定义 相等:A B aij bij 包含:A B aij bij
A
~
和
A
~
。
“高个子”——1.80高个子,1.79可以略低于1 (99%)的程度属于高个.
模糊子集通常简称模糊集,其表示方法有: (1)Zadeh表示法
A A( x1) A( x2 ) A( xn )
x1
x2
xn
这里
A( xi xi
)
表示
xi
对模糊集A的隶属度是
A(
xi
)。
如
Ac= (0.2, 0.45, 1, 0.7, 0). Bc= (0.9, 0.79, 0.14, 0.4, 1). 可见Ac B, Bc A. 商品质量不好商品质量坏 又 A∪Ac = (0.8, 0.55, 1, 0.7, 1) U,
A∩Ac = (0.2, 0.45, 0, 0.3, 0) .
A 1 0.8 0.2 0 12 34
(2)序偶表示法 A {( x1, A( x1)),( x2, A( x2 )),,( xn , A( xn ))}
(3)向量表示法 A ( A( x1), A( x2 ),, A( xn ))
若论域U为无限集,其上的模糊集表示为:
模糊性是一种内在结构的不确定性。
一、经典集合与特征函数
集合:具有某种特定属性的对象集体。
通常用大写字母A、B、C等表示。
论域:对局限于一定范围内进行讨论的对象的全体。
通常用大写字母U、V、X、Y等表示。
论域U中的每个对象u称为U的元素。
在论域U中任意给定一个元素u及任意给定一个
经典集合A,则必有 u A或者u A ,用函数表示为:
模糊集合及其运算
确定性
—— 经典数学
量
随机性 —— 随机数学
不确定性
模糊性 —— 模糊数学
随机性:事件本身的状态是清楚的,但是否发生
不确定 。 (事件是否发生不确定)
明天有雨,掷一枚骰子出现6点
模糊性:事件本身的状态不很分明,不在于事件
发生与否。(事件本身的状态不确定)
青年人,高个子
模糊数学也是由于实践的需要而产生的,模糊概念 (或现象)处处存在。 有时使用模糊性比使用精确性还要好 。 例如,“大胡子高个子长头发戴宽边黑色眼镜的中年 男人” 模糊数学决不是把数学变成模模糊糊的东西,它也 具有数学的共性:条理分明、一丝不苟。即使描述模 糊概念(或现象),也会描述得清清楚楚。 一般来说,随机性是一种外在因果的不确定性,
模糊集合的截集
定义:设 AF ( X ) , [0,1],记 (A) ={ xX | A(x) },
称 (A) 为 A 的 截集,简记为 A 。
例取 则有
A 1 0.8 0.6 0.5 0.2 0
x1 x2
x3
x4
x5
x6
A1 {x1}, A0.8 {x1, x2}, A0.7 {x1, x2}, A0.6 {x1, x2 , x3}, A0.4 {x1, x2 , x3 , x4}, A0.2 {x1, x2 , x3 , x4 , x5} A0 X。
几个常用的算子:
(1)Zadeh算子 (,) a b max{a,b},a b min{a,b}
(2)取大、乘积算子 (,) a b max{a,b},a b ab
(3)环和、乘积算子 (ˆ ,) a ˆ b a b ab,a b ab