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( A ° C )∩( B ° C )
0.3 0.2 0.2 0.1 0.2 0.1 I = = 0.2 0.1 0.3 0.2 0.2 0.1
( A∩B ) ° C ≠ ( A ° C )∩( B ° C )
模糊矩阵的转置 定义 设A = (aij)m×n, 称AT = (aijT )n×m为A的转 的转 × × 置矩阵,其中a 置矩阵,其中 ijT = aji. 转置运算的性质: 转置运算的性质: 性质1: 性质 :( AT )T = A; ; 性质2: ∪ 性质 :( A∪B )T = AT∪BT, ( A∩B )T = AT∩BT; 性质3: 性质 :( A ° B )T = BT ° AT;( An )T = ( AT )n ; 性质4: 性质 :( Ac )T = ( AT )c ; 性质5: 性质 :A≤B ⇔ AT ≤BT .
0.1 0.3 0.2 0.1 0.5 0.1 A= 0.2 0.1, B = 0.3 0.2, C = 0.3 0.2
( A∩B ) ° C
0.1 0.1 0.5 0.1 0.1 0.1 = 0.2 0.1 o 0.3 0.2 = 0.2 0.1
§2.3 模糊等价矩阵 模糊传递关系
设 R 为U到U的模糊关系,对 ∀(u , v) (v, w) (u, w) ∈U ×U 及 ∀λ ∈ [0,1] ,有:
µ R (u , v ) ≥ λ
µ R (v, w) ≥ λ
⇒ µ R ( u , w) ≥ λ
则称 R 为模糊传递关系。
R 为模糊传递关系的充要条件是: ( R o R) ⊂
又若R为布尔矩阵时,则关系 为普通关系 为普通关系, 又若 为布尔矩阵时,则关系R为普通关系,即xi 与 yj 为布尔矩阵时 之间要么有关系(r 之间要么有关系 ij = 1),要么没有关系 rij = 0 ). ,要么没有关系(
设身高论域X 例 设身高论域 ={140, 150, 160, 170, 180} (单位:cm), 体重论域 ={40, 50, 60, 70, 80}(单位: 单位: 体重论域Y 单位: 单位 单位 kg),下表给出了身高与体重的模糊关系. ,下表给出了身高与体重的模糊关系. 40 140 150 160 170 180 1 0.8 0.2 0.1 0 50 0.8 1 0.8 0.2 0.1 60 0.2 0.8 1 0.8 0.2 70 0.1 0.2 0.8 1 0.8 80 0 0.1 0.2 0.8 1
模糊关系的运算 由于模糊关系 就是 就是X 的一个模糊子集, 由于模糊关系 R就是 × Y 的一个模糊子集, 因此模糊关系同样具有模糊子集的运算及性质 的运算及性质. 因此模糊关系同样具有模糊子集的运算及性质 模糊关系. 设R,R1,R2均为从 X 到 Y 的模糊关系 , 相等: 相等:R1= R2 ⇔ R1(x, y) = R2(x, y); ; 包含: 包含: R1⊆ R2 ⇔ R1(x, y)≤R2(x, y); ; 并: R1∪R2 的隶属函数为 (R1∪R2 )(x, y) = R1(x, y)∨R2(x, y); ∨ ; 交: R1∩R2 的隶属函数为 (R1∩R2 )(x, y) = R1(x, y)∧R2(x, y); ∧ ; 的隶属函数为R 余:Rc 的隶属函数为 c (x, y) = 1- R(x, y). -
(R1∪R2 )(x, y)表示 y)对模糊关系“R1或者 表示(x, 对模糊关系 对模糊关系“ 表示 的相关程度, 表示(x, 对模糊 R2”的相关程度, (R1∩R2 )(x, y)表示 y)对模糊 的相关程度 表示 关系“ 的相关程度, 表示(x, 对 关系“R1且R2”的相关程度,Rc (x, y)表示 y)对 的相关程度 表示 模糊关系“ 的相关程度. 模糊关系“非R”的相关程度 的相关程度 模糊关系的矩阵表示 对于有限论域 X = {x1, x2, … , xm}和Y = { y1, 和 y2, … , yn},则X 到Y 模糊关系 可用 ×n 阶模糊 模糊关系R可用 可用m× , 矩阵表示, 矩阵表示,即 R = (rij)m×n, × 其中rij = R (xi , yj )∈[0, 1]表示 i , yj )关于模糊关 其中 ∈ 表示(x 关于模糊关 表示 的相关程度. 系R 的相关程度.
模糊关系合成运算的性质 性质1: 性质 :(A ° B) ° C = A ° (B ° C); ; 性质2: 性质 :A ° ( B∪C ) = ( A ° B )∪( A ° ∪ ∪ C ); ; ( B∪C ) ° A = ( B ° A )∪( C ° ∪ ∪ A ); ; 性质3: 性质 :( A ° B )T = BT ° AT; 合成(° 运算关于 的分配律不成立, 运算关于(∩)的分配律不成立 注:(1) 合成 ° )运算关于 的分配律不成立,即 性质4: 性质 :A ⊆ B,C ⊆ D ⇒ A ° C ⊆ B ° D. , ( A∩B ) ° C ≠ ( A ° C )∩( B ° C ) (2) 这些性质在有限论域情况下,就是模糊矩 这些性质在有限论域情况下, 阵合成运算的性质. 阵合成运算的性质
第3章 模糊聚类分析
§2.1 模糊矩阵
定义1 定义 设R = (rij)m×n,若0≤rij≤1,则称 为模 ,则称R为 × 糊矩阵. 只取0或 时 矩阵. 糊矩阵 当rij只取 或1时,称R为布尔 为布尔(Boole)矩阵 矩阵 当模糊方阵R = (rij)n×n的对角线上的元素rii都为1 当模糊方阵 × 的对角线上的元素 都为 时,称R为模糊自反矩阵 为模糊自反矩阵. 定义2 是模糊矩阵, 定义 设A=(aij)m×n,B=(bij)m×n都是模糊矩阵, × × 相等: 相等:A = B ⇔ aij = bij; 包含: 包含:A≤B ⇔ aij≤bij; 并:A∪B = (aij∨bij)m×n; ∪ × 交:A∩B = (aij∧bij)m×n; × 余:Ac = (1- aij)m×n. ×
0.1 0.3 0.3 0.3 0.1 0.3 0.3 0.3 o = = 0.4 0.7 0.4 0.7 0.4 0.7 0.4 0.7
3
合成(° 运算的性质 运算的性质: 合成 ° )运算的性质: 性质1: 性质 :(A ° B) ° C = A ° (B ° C); ; 性质2: 性质 :Ak ° Al = Ak + l,(Am)n = Amn; 性质3: 性质 :A ° ( B∪C ) = ( A ° B )∪( A ° C ); ∪ ∪ ; ( B∪C ) ° A = ( B ° A )∪( C ° A ); ∪ ∪ ; 性质4: 性质 :O ° A = A ° O = O, , I ° A=A ° I =A; ; 性质5: 性质 :A≤B,C≤D ⇒ A ° C ≤B ° D. ,
ห้องสมุดไป่ตู้
§2.2 模糊关系
与模糊子集是经典集合的推广一样, 与模糊子集是经典集合的推广一样,模糊关 系是普通关系的推广. 系是普通关系的推广. 设有论域X, , 设有论域 ,Y,X × Y 的一个模糊子集 R 称 模糊关系. 为从 X 到 Y 的模糊关系 模糊子集 R 的隶属函数为映射 R : X × Y →[0,1]. 并称隶属度R 并称隶属度 (x , y ) 为 (x , y )关于模糊关系 R 的 关于模糊关系 相关程度. 相关程度 特别地, 特别地,当 X =Y 时,称之为 X 上各元素之 间的模糊关系 模糊关系. 间的模糊关系
模糊关系的合成 的关系, 的关系, 设 R1 是 X 到 Y 的关系 R2 是 Y 到 Z 的关系 上的一个关系. 则R1与 R2的合成 R1 ° R2是 X 到 Z 上的一个关系 (R1°R2) (x, z) = ∨{[R1 (x, y)∧R2 (y, z)]| y∈Y } ∧ ∈ 当论域为有限时, 当论域为有限时,模糊关系的合成化为模糊 矩阵的合成. 矩阵的合成 设X = {x1, x2, …, xm}, Y = { y1 , y2 , … , ys}, Z= {z1, z2, … , zn},且X 到Y 的模糊关系 1 = (aik)m×s, 模糊关系 关系R , × Y 到Z 的模糊关系 2 = (bkj)s×n,则X 到Z 的模糊关 模糊关系 关系R 模糊关 × 系可表示为模糊矩阵的合成: 模糊矩阵的合成 系可表示为模糊矩阵的合成: R1 ° R2 = (cij)m×n, × 其中c 其中 ij = ∨{(aik∧bkj) | 1≤k≤s}.
1 0.5 0.2 0 1 0.5 1 0.1 0.3 1 A= 0 , A .3 = 0 0.2 0.1 1 0.8 0 0.3 0.8 1 0
1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1
对任意的λ∈[0, 1],有 , 性质1: 性质 :A≤B ⇔ Aλ ≤Bλ; 性质2: ∪ 性质 :(A∪B)λ = Aλ∪Bλ,(A∩B)λ = Aλ∩Bλ; 性质3: 性质 :( A ° B )λ = Aλ ° Bλ; 性质4: 性质 :( AT )λ = ( Aλ )T.
模糊矩阵的λ - 截矩阵 定义7 定义 设A = (aij)m×n,对任意的λ∈[0, 1],称 , × 对任意的 为模糊矩阵A的 截矩阵, 为模糊矩阵 的λ - 截矩阵 其中 ; 当aij≥λ 时,aij(λ) =1;当aij<λ 时,aij(λ) =0. 显然,A的λ - 截矩阵为布尔矩阵 截矩阵为布尔矩阵. 显然, 的 Aλ= (aij(λ))m×n, ×
模糊矩阵的并、 模糊矩阵的并、交、余运算性质 幂等律: ∪ 幂等律:A∪A = A,A∩A = A; , ; 交换律: ∪ 交换律:A∪B = B∪A,A∩B = B∩A; ∪ , ; 结合律: ∪ ∪ 结合律:(A∪B)∪C = A∪(B∪C), ∪ ∪ (A∩B)∩C = A∩(B∩C); ; 吸收律: ∪ 吸收律:A∪(A∩B) = A,A∩(A∪B) = A; , ∪ ; 分配律: ∪ 分配律:(A∪B)∩C = (A∩C )∪(B∩C); ∪ ; (A∩B)∪C = (A∪C )∩(B∪C); ∪ ∪ ∪ ; 1 ... 1 0-1律: A∪O = A,A∩O = O; ∪ , ; M A∪E = E,A∩E = A; E = M ∪ , ; 1 ... 1 还原律: 还原律:(Ac)c = A; ; 对偶律: ∪ 对偶律: (A∪B)c =Ac∩Bc, (A∩B)c =Ac∪Bc.