模糊集合理论

模糊集合是先对于精确集合而言的一种集合表达方式,用于描述不确定性归属类问题,其关键的要素在于隶属函数以及模糊集合间的相关操作。

在这儿为了明晰起见,不做具体公式化的说明,以简单化的方式说明一些基本的概念。首先,说明一下何为隶属函数。

举个栗子吧~~有这样一个集合A={比较厚的书},那我现在手里有一本书,说它厚吧,和牛津版英汉字典比起来,还真不厚,要说它不厚吧,和青年文摘杂志比起来,还是挺厚的,所以这个时候,到底我手里的这本书属不属于集合A呢?隶属函数就是用来描述这类情况的一种表达方式,即以一定程度属于集合,比如现在的这本书以50%的可能属于A,可以定义一个函数用来计算这种可能性,此即为隶属函数,好比在这儿,可以是关于书本页数的线性函数来定义这个隶属函数,且其取值范围为[0,1]区间。

另外再来说说模糊集合间的相关操作的一些定义:

类似于经典集合间的交并补操作,模糊集合间的交表示同时具有两种属性的可能性,比如A={比较厚的书},B={文艺风格的书},如果有一本书,以50%的可能属于A,以35%的可能属于B,则同时属于A,B集合的可能性为取其两者可能性的最小值35%.这便是集合交的定义,即模糊集合交集里的成员归属是集合里最小程度的成员归属。那这本书属于A或B的可能性如何定呢?即AUB的值,取可能性最大的,即50%,模糊并集里的成员定义是集合里最大程度的成员归属。模糊补集的定义为(1-可能性),如此书不属于B的可能性为1-50%=50%.

**值得注意的是,以上的关于模糊集合交并补的定义并不是唯一的定于,只是比较常用的一种定义方式。

模糊包含相对而言会复杂一点,A包含于B的定义及,A以多大的可能性包含于B,用CIR值表示,其值CIR=#(ma<mb)/n,即在A中的可能性小于在B中的可能性的对象的个数占总个数的比值。

除此之外还有相关扩展的操作,也是很重要的三种运算方式:集中,扩散和加总。集中和扩散与补集类似,是对单一集合的修正,加总则与并集和交集类似,用来处理多集合的连结。集中与“很某个属性”(mx)^2,扩散与”有点某个属性“类似(mx)^(1/2),如下图所示:

相比于经典集合间的交并操作,模糊集合有多一种的处理集合间的操作方式——加总,下面介绍两种加总的方式:


再来说说模糊集合的另外一个概念——集势(模糊集合的总量),如下图说明


最后,再说说如何定义一个模糊集合的模糊程度,这类似于信息熵的定义,熵值越大,不确定程度越大,一个集合最模糊的时候是其中所有元素的硅树脂都等于1/2,而一个集合完全清晰时,其中所有元素的归属值非0即1。

好了,对于模糊集合理论的一些基本的概念先列在这人,当然还有很多需要补充的内容,就留在以后涉及到相关的应用操作后再来填充吧~

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