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1、一、模糊集的定義二、模糊集的運(yùn)算三、分解定理四、模糊性度量本章內(nèi)容第二章模糊集合論模糊數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)精確數(shù)學(xué):基礎(chǔ)——經(jīng)典集合論;一個(gè)對(duì)象和一個(gè)集合的關(guān)系只有兩種可能:屬于、不屬于;模糊數(shù)學(xué):基礎(chǔ)——模糊集合論;一個(gè)對(duì)象和一個(gè)模糊集合的關(guān)系:對(duì)象隸屬于該模糊集合的程度(隸屬度)。一、模糊集的定義特征函數(shù)(經(jīng)典集合)經(jīng)典集合論中,集合通過特征函數(shù)來刻畫每個(gè)集合對(duì)應(yīng)一個(gè)特征函數(shù)特征函數(shù)的定義回憶:設(shè)給定論域U以及U到[0,1]的任一映射μA:U?[0,1],則μA都確定U的一個(gè)模糊子集AμA叫做A的隸屬函數(shù),μA(u)(u∈U)表示u隸屬于模糊子集A的程度,稱之為u對(duì)A
2、的隸屬度(有時(shí)直接記為A(u))1、定義:例:設(shè)論域U=[0,100]表示人的年齡,“年輕Y”與“年老O”兩個(gè)模糊集,扎德給出了其隸屬函數(shù)u(x)為:u(x)1年輕2550100x年老Y(30)=0.5Y(35)=0.2O(55)=0.5O(80)=0.82、舉例例:某小組有五個(gè)同學(xué),亦即x1,x2,x3,x4,x5,設(shè)論域U={x1,x2,x3,x4,x5},現(xiàn)分別對(duì)每個(gè)同學(xué)的性格穩(wěn)定程度打分,按百分制給分再除以100,這實(shí)際上就是給定一個(gè)從U到[0,1]閉區(qū)間的映射,例如:這樣就確定了一個(gè)模糊子集A,它表示出小組的同學(xué)對(duì)“性格穩(wěn)重”這個(gè)模糊概念的符合程度。3
3、、模糊集合與普通集合普通集合由特征函數(shù)刻畫普通集合是模糊集的特例,特征函數(shù)即為隸屬函數(shù)空集的隸屬函數(shù)為全集的隸屬函數(shù)為什么時(shí)候模糊集合退化成普通集合?模糊集合A由隸屬函數(shù)μA刻畫1、U上的全體模糊子集構(gòu)成的集合類,記為F(U),顯然有其中P(U)是U的冪集。(由集合U的所有子集所組成的集合稱為U的冪集,記為)注:2、用模糊集合描述模糊現(xiàn)象時(shí),隸屬函數(shù)的確定是關(guān)鍵,一般都是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和數(shù)學(xué)方法結(jié)合起來去處理它。4、三類隸屬函數(shù)S函數(shù)(偏大型隸屬函數(shù))對(duì)于指定的參數(shù)是單調(diào)遞增連續(xù)函數(shù)例如:模糊集“年老”的隸屬函數(shù)可表示為Z函數(shù)(偏小型隸屬函數(shù))對(duì)指定的參數(shù)是的單調(diào)
4、遞減連續(xù)函數(shù)這種隸屬函數(shù)可用于表示像年輕、冷、矮、淡等偏向小的一方的模糊現(xiàn)象例如:模糊集“年輕”的隸屬函數(shù)可表示為圖:Z函數(shù)∏函數(shù)(中間型隸屬函數(shù))對(duì)指定參數(shù)是的連續(xù)函數(shù)。且;當(dāng)時(shí)單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí)單調(diào)遞減。這種隸屬函數(shù)可用于表示像中年、適中、平均等趨于中間的模糊現(xiàn)象。圖:π函數(shù)5、模糊集合的表示---有限集Zadeh表示法:論域U是有限集,U的任一模糊子集A,其隸屬函數(shù)為模糊子集A記作不是分式求和,只是一符號(hào)而已。“分母”是論域U的元素,“分子”是相應(yīng)元素的隸屬度。當(dāng)隸屬度為0時(shí),該項(xiàng)可以不寫入。注意:例子:論域={Bill,John,Einstein,Mike,
5、Tom}smart程度:0.85,0.75,0.98,0.30,0.60則論域中元素對(duì)“smart”這模糊概念的符合程度可以用模糊子集A來表示A=0.85/Bill+0.75/John+0.98/Einstein+0.30/Mike+0.60/Tom序偶表示法:A={(x1,μ1),(x2,μ2),…,(xn,μn)}A={(Bill,0.85),(John,0.75),(Einstein,0.98),(Mike,0.30),(Tom,0.60)}向量表示法:A={μ1,μ2,…,μn}A={0.85,0.75,0.98,0.30,0.60}6、模糊集合的表示-
6、無限集當(dāng)論域U為無限集時(shí),A=∫x∈UμA(x)/x注意:這里的積分號(hào)不表示積分,也不表示求和,而是表示各個(gè)元素與隸屬度對(duì)應(yīng)關(guān)系的一個(gè)總括。這種表示法可以推廣到有限、無限、離散、連續(xù)等各種情況。舉例:設(shè)論域U=[0,100]表示人的年齡,“年輕Y”與“年老O”兩個(gè)模糊集。定義模糊集合的運(yùn)算方法,與定義普通集合的運(yùn)算方法一樣,是利用參與模糊集合的隸屬函數(shù)來定義運(yùn)算結(jié)果所得新模糊集合的隸屬函數(shù)。兩模糊集合的具體運(yùn)算,實(shí)際上就是逐點(diǎn)地對(duì)隸屬度作相應(yīng)的運(yùn)算。包括:交并補(bǔ)二、模糊子集的運(yùn)算1、定義設(shè)A、B為論域U上的模糊集A=φ?對(duì)任何u∈U,μA(u)=0A=B?對(duì)任何
7、u∈U,μA(u)=μB(u)A∪B?對(duì)任何u∈U,μA(u)∨μB(u)A∩B?對(duì)任何u∈U,μA(u)∧μB(u)Ac?對(duì)任何u∈U,1-μA(u)AB?對(duì)任何u∈U,μA(u)≤μB(u)模糊集合的并、交、補(bǔ)例1、論域U={x1,x2,x3,x4,,x5}A,B是論域U的兩個(gè)模糊子集,A=0.2/x1+0.7/x2+1/x3+0.5/x5B=0.5/x1+0.3/x2+0.1/x4+0.7/x5請(qǐng)您:計(jì)算A,B的余集,A∩B,A∪B2、舉例例2:設(shè)論域U={a,b,c,d,e}是一個(gè)5人組成的集合,表示“高個(gè)子”的集合,表示“胖子”的集合,則“或高或胖”則
8、“又高又胖”則“不高”E