模糊数学基础及应用
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

2.1.2 模糊集的运算

两个F集间的各种运算,实际上就是逐点对两个F集相应的隶属函数作运算。本书为了描述方便,采用符号“∀”表示“对任意”。

ABFU),若∀uUBu)≤Au),则称A包含B,或者称B包含于A,记为BA;如果ABBA,则称AB相等,记作A=B

定义2.2 设ABFU),分别称运算ABABAB的并集、交集。称AcA的补集,也称为余集。他们的隶属函数分别为

AB)(u)=max(Au),Bu))  (2.5)

AB)(u)=min(Au),Bu))  (2.6)

Acu)=1-Au)  (2.7)

约定:为方便,本书将两个F集的取大运算记做max[Au),Bu)]=Au)∨Bu),两个F集的取小运算记做min(Au),Bu))=Au)∧Bu)。

因为∀ab∈[0,1],都有0≤ab≤1,0≤ab≤1,0≤1-a≤1,故对任意ABFU),有ABABAcFU)。

图2.2 F集的交、并、补运算结果

一般地,FAB的并、交和余的计算(图2.2),按照论域U的有限和无限的不同,可以分为以下两种情况表示:

①设论域U={u1u2,…,un},FF

FU),则有

②设论域U为无限集,FF,则有

两个F集间的并、交运算可以推广到任意多个F集间的并、交运算。

推广:AtFU),tTT为指标集。对任意uU,有

其中sup和inf分别表示全体F集“取最大”和“取最小”运算。显然,

U表示论域,ABCFU),有如下性质:

(1)幂等律AA=AAA=A

(2)交换律AB=BAAB=BA

(3)结合律(AB)∪C=A∪(BC),(AB)∩C=A∩(BC

(4)吸收律(AB)∩A=A,(AB)∪A=A

(5)分配律(AB)∩C=(AC)∪(BC),(AB)∪C=(AC)∩(BC

(6)0—1律A∪∅=AA∩∅=∅,AU=UAU=A

(7)复原律 (Acc=A

(8)对偶律(ABc=AcBc,(ABc=AcBc

证明:

此处仅证明对偶率(ABc=AcBc,其余由读者自行完成。

uU,(ABcu)=1-(AB)(u

       =1-Au)∨Bu

       =(1-Au))∧(1-Bu))

       =Acu)∧Bcu

       =(AcBc)(u

故(ABc=AcBc

例2.3 设论域U={u1u2u3u4u5},A=(0.2,0.5,0.8,0.7,0.2),B=(0.8,0.2, 1,0.4,0.3),计算ABABAc

解:

AB=(0.2∨0.8,0.5∨0.2,0.8∨1,0.7∨0.4,0.2∨0.3)

  =(0.8,0.5,1,0.7,0.3)

AB=(0.2∧0.8,0.5∧0.2,0.8∧1,0.7∧0.4,0.2∧0.3)

  =(0.2,0.2,0.8,0.4,0.2)

Ac=(1-0.2,1-0.5,1-0.8,1-0.7,1-0.2)=(0.8,0.5,0.2,0.3,0.8)

例2.4 求例2.2中两个F集的交、并等运算,包括ABABAc

解:

注意:例2.4中的u*表示两个隶属函数的交点。