模糊数学2009-2(运算、分解定理)
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从中可见,随着实验次数n 的增加,27岁对“青年人”的频率基本稳定在0.78附近,近似可取()78.027~=A μ。
②例证法此法是扎德教授于1972年提出的。
基本思想—从模糊子集~A的有()x A ~μ的值,估计出论域U 上~A 的隶属函数。
例如:取论域U 是实数域R 中的一部分[0,100], ~A 是U 上―较大的数‖,虽然~A 是U 上的模糊子集。
为确定()x A ~μ的分布,选定几个语言真值(即一句话为真的程度)中的一个,来回答[0,100]中的某数是否算―较大‖。
如果语言真值分为―真的‖、―大致真的‖、―半真半假‖、―大致假的‖、“假的”。
把这些语言真值分别用[0,1]之间的数字表示,即分别为1,0.75,0.5,0.25和0。
对[0,100]用的αϕ个不同的数都作为样本进行询问,就可得~A 的模糊分布()x A ~μ的离散表示法。
③专家评分法(德尔菲法)该法40年代以来就已广泛应用于经济与管理科学的各个领域,典型的例子是在体操比赛中对运动员的评分,“技术好”是运动员集上的一个模糊 ,所有评委打分的平均值(有时去掉一个最高分和一个最低分)就是运动员“技术好”的隶属度。
这种方法也可以用来求模糊分布,在应用时,为了区别专家的学术水平和经验的多少,还可以采用加权平均法。
§2—2 模糊子集的特性及运算法则前面已讨论过普通集合的基本运算,下面对模糊子集的运算另作定义。
一、 模糊子集的运算法则 ① Fuzzy 子集的包含与相等设~A 、~B 为论域U 上的两个模糊子集,对于U 中的每一个元素x ,都有()x A ~μ≥()x B ~μ,则称~A 包含~B ,记作~A ⊇~B 。
如果,~A ⊇~B 且~B ⊇~A ,则说~A 与~B 相等,记作~A =~B 。
或者,若对所有x ∈U ,都有()x A ~μ=()x B ~μ,则~A =~B 。
②模糊子集的并、交、补运算设~A 、~B 为论域U 上的两个模糊子集,规定~A ~B 、~A ~B 、~A 的隶属函数分别为~~BAμ、~BAμ、~A μ,并且对于U 的每一个元素x 都有~~BAμ()∆x ()x A ~μ∨()x B ~μ=max[()x A ~μ,()x B ~μ] —~A ,~B 的并~~BAμ()∆x ()x A ~μ∧()x B ~μ=min[()x A ~μ,()x B ~μ]— ~A ,~B 的交~Aμ()∆x 1–()x A ~μ —~A 的补eg,设论域U={}4321,,,x x x x ,~A 、~B 是论域U 上的两个模糊集。
模糊数学及其应用引言任何新生事物的产生和发展,都要经过一个由弱到强,逐步成长壮大的过程,一种新理论、一种新学科的问世,往往一开始会受到许多人的怀疑甚至否定。
模糊数学自1965年L.A.Zadeh教授开创以来所走过的道路,充分证实了这一点,然而,实践是检验真理的标准,模糊数学在理论和实际应用两方面同时取得的巨大成果,不仅消除了人们的疑虑,而且使模糊数学在科学领域中,占有了自己的一席之地。
经典数学是适应力学、天文、物理、化学这类学科的需要而发展起来的,不可能不带有这些学科固有的局限性。
这些学科考察的对象,都是无生命的机械系统,大都是界限分明的清晰事物,允许人们作出非此即彼的判断,进行精确的测量,因而适于用精确方法描述和处理。
而那些难以用经典数学实现定量化的学科,特别是有关生命现象、社会现象的学科,研究的对象大多是没有明确界限的模糊事物,不允许作出非此即彼的断言,不能进行精确的测量。
清晰事物的有关参量可以精确测定,能够建立起精确的数学模型。
模糊事物无法获得必要的精确数据,不能按精确方法建立数学模型。
实践证明,对于不同质的矛盾,只有用不同质的方法才能解决。
传统方法用于力学系统高度有效,但用于对人类行为起重要作用的系统,就显得太精确了,以致于很难达到甚至无法达到。
精确方法的逻辑基础是传统的二值逻辑,即要求符合非此即彼的排中律,这对于处理清晰事物是适用的。
但用于处理模糊性事物时,就会产生逻辑悖论。
如判断企业经济效益的好坏时,用“年利税在100万元以上者为经济效益好的企业”表达,否则,便是经济效益不好的企业。
根据常识,显而易见:“比经济效益好的企业年利税少1元的企业,仍是经济效益好的企业”,而不应被划为经济效益不好的企业。
这样,从上面的两个结论出发,反复运用经典的二值逻辑,我们最后就会得到,“年利税为0者仍为经济效益好的企业”的悖论。
类似的悖论有许多,历史上最著名的有“罗素悖论”。
它们都是在用二值逻辑来处理模糊性事物时产生的。
一.模糊数学的基础知识1.模糊集、隶属函数及模糊集的运算。
普通集合A ,对x ∀,有A x ∈或A x ∉。
如果要进一步描述一个人属于年轻人的程度大小时,仅用特征函数就不够了。
模糊集理论将普通集合的特征函数的值域推广到[0,1]闭区间内,取值的函数以度量这种程度的大小,这个函数(记为)(x E )称为集合E 的隶属函数。
即对于每一个元素x ,有[0,1]内的一个数)(x E 与之对应。
(1)模糊子集的定义:射给定论域U ,U 到[0,1]上的任一映射:))((],1,0[:U u u A u U A ∈∀→→都确定了U 上的一个模糊集合,简称为模糊子集。
)(u A 称为元素u 属于模糊集A 的隶属度。
映射所表示的函数称为隶属函数。
例如:设论域U=[0,100],U 上的老年人这个集合就是模糊集合:⎪⎩⎪⎨⎧≤<-+≤=--10050,))550(1(50,0)(12u u u u A 若在集合U 上定义了一个隶属函数,则称E 为模糊集。
(2)模糊集合的表示:},.....,,{21n u u u U =,)(u A 称为元素u 属于模糊集A 的隶属度;则模糊集可以表示为:nn u u A u u A u u A A )(....)()(2211+++=。
或 )}(),.....,(),({21n u A u A u A A =,))}(,()),.....,(,()),(,{(2211n n u A u u A u u A u A =,(3)模糊集合的运算:)}(),.....,(),({21n u A u A u A A =,)}(),.....,(),({21n u B u B u B B =,并集:)}()(),.....,()(),()({2211n n u B u A u B u A u B u A B A ∨∨∨=⋃,交集:)}()(),.....,()(),()({2211n n u B u A u B u A u B u A B A ∧∧∧=⋂,补集:)}(1),.....,(1),(1{21n c u A u A u A A ---=,包含:B A u B u A U u ⊂≤∈∀,则有有若)()(,,2.模糊集的截集已知U 上模糊子集))((],1,0[:U u u A u U A ∈∀→→对]1,0[∈λ,则称})(,{λλ≥∈=u A U u u A 为模糊集A 的λ-截集; 称})(,{λλ>∈=u A U u u A s 为模糊集A 的λ-强截集;λ称为λA 、sA λ的置信水平或阀值。