答:1、模糊數(shù)學(xué)的概念 模糊數(shù)學(xué)又稱FUZZY 數(shù)學(xué)。
“模糊”二字譯自英文“FUZZY ”一詞,該詞除了有模糊意思外,還有“不分明”等含意。有人主張音義兼顧譯之為“乏晰”等。
但他們都沒有“模糊”含意深刻。模糊數(shù)學(xué)是研究和處理模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)理論和方法。
2、模糊數(shù)學(xué)的定義 模糊數(shù)學(xué)是研究和處理模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)理論和方法 。 1965 年美國(guó)控制論學(xué)者L.A.扎德發(fā)表論文《模糊集合》,標(biāo)志著這門新學(xué)科的誕生。
現(xiàn)代數(shù)學(xué)建立在集合論的基礎(chǔ)上。一組對(duì)象確定一組屬性,人們可以通過指明屬性來說明概念,也可以通過指明對(duì)象來說明。
符合概念的那些對(duì)象的全體叫做這個(gè)概念的外延,外延實(shí)際上就是集合。一切現(xiàn)實(shí)的理論系統(tǒng)都有可能納入集合描述的數(shù)學(xué)框架。
經(jīng)典的集合論只把自己的表現(xiàn)力限制在那些有明確外延的概念和事物上,它明確地規(guī)定:每一個(gè)集合都必須由確定的元素所構(gòu)成,元素對(duì)集合的隸屬關(guān)系必須是明確的。對(duì)模糊性的數(shù)學(xué)處理是以將經(jīng)典的集合論擴(kuò)展為模糊集合論為基礎(chǔ)的,乘積空間中的模糊子集就給出了一對(duì)元素間的模糊關(guān)系。
對(duì)模糊現(xiàn)象的數(shù)學(xué)處理就是在這個(gè)基礎(chǔ)上展開的。 從純數(shù)學(xué)角度看,集合概念的擴(kuò)充使許多數(shù)學(xué)分支都增添了新的內(nèi)容。
例如不分明拓?fù)?、不分明線性空間、模糊測(cè)度與積分、模糊群、模糊范疇、模糊圖論等。其中有些領(lǐng)域已有比較深入的研究。
模糊性數(shù)學(xué)發(fā)展的主流是在它的應(yīng)用方面。由于模糊性概念已經(jīng)找到了模糊集的描述方式,人們運(yùn)用概念進(jìn)行判斷、評(píng)價(jià)、推理、決策和控制的過程也可以用模糊性數(shù)學(xué)的方法來描述。
例如模糊聚類分析、模糊綜合評(píng)判、模糊決策、模糊控制等。這些方法構(gòu)成了一種模糊性系統(tǒng)理論,構(gòu)成了一種思辨數(shù)學(xué)的雛形,它已經(jīng)在醫(yī)學(xué)、氣象、心理、經(jīng)濟(jì)管理、石油、地質(zhì)、環(huán)境、生物、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、化工、語言、控制、遙感、教育、體育等方面取得具體的研究成果。
模糊性數(shù)學(xué)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)是計(jì)算機(jī)智能。它已經(jīng)被用于專家系統(tǒng)和知識(shí)工程等方面。
3、模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生 現(xiàn)代數(shù)學(xué)是建立在集合論的基礎(chǔ)上。集合論的重要意義就一個(gè)側(cè)面看,在與它把數(shù)學(xué)的抽象能力延伸到人類認(rèn)識(shí)過程的深處。
一組對(duì)象確定一組屬性,人們可以通過說明屬性來說明概念(內(nèi)涵),也可以通過指明對(duì)象來說明它。符合概念的那些對(duì)象的全體叫做這個(gè)概念的外延,外延其實(shí)就是集合。
從這個(gè)意義上講,集合可以表現(xiàn)概念,而集合論中的關(guān)系和運(yùn)算又可以表現(xiàn)判斷和推理,一切現(xiàn)實(shí)的理論系統(tǒng)都一可能納入集合描述的數(shù)學(xué)框架。 但是,數(shù)學(xué)的發(fā)展也是階段性的。
經(jīng)典集合論只能把自己的表現(xiàn)力限制在那些有明確外延的概念和事物上,它明確地限定:每個(gè)集合都必須由明確的元素構(gòu)成,元素對(duì)集合的隸屬關(guān)系必須是明確的,決不能模棱兩可。對(duì)于那些外延不分明的概念和事物,經(jīng)典集合論是暫時(shí)不去反映的,屬于待發(fā)展的范疇。
在較長(zhǎng)時(shí)間里,精確數(shù)學(xué)及隨機(jī)數(shù)學(xué)在描述自然界多種事物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中,獲得顯著效果。但是,在客觀世界中還普遍存在著大量的模糊現(xiàn)象。
以前人們回避它,但是,由于現(xiàn)代科技所面對(duì)的系統(tǒng)日益復(fù)雜,模糊性總是伴隨著復(fù)雜性出現(xiàn)。 各門學(xué)科,尤其是人文、社會(huì)學(xué)科及其它“軟科學(xué)”的數(shù)學(xué)化、定量化趨向把模糊性的數(shù)學(xué)處理問題推向中心地位。
更重要的是,隨著電子計(jì)算機(jī)、控制論、系統(tǒng)科學(xué)的迅速發(fā)展,要使計(jì)算機(jī)能像人腦那樣對(duì)復(fù)雜事物具有識(shí)別能力,就必須研究和處理模糊性。 我們研究人類系統(tǒng)的行為,或者處理可與人類系統(tǒng)行為相比擬的復(fù)雜系統(tǒng),如航天系統(tǒng)、人腦系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)等,參數(shù)和變量甚多,各種因素相互交錯(cuò),系統(tǒng)很復(fù)雜,它的模糊性也很明顯。
從認(rèn)識(shí)方面說,模糊性是指概念外延的不確定性,從而造成判斷的不確定性。 在日常生活中,經(jīng)常遇到許多模糊事物,沒有分明的數(shù)量界限,要使用一些模糊的詞句來形容、描述。
比如,比較年輕、高個(gè)、大胖子、好、漂亮、善、熱、遠(yuǎn)……。這些概念是不可以簡(jiǎn)單地用是、非或數(shù)字來表示的。
在人們的工作經(jīng)驗(yàn)中,往往也有許多模糊的東西。例如,要確定一爐鋼水是否已經(jīng)煉好,除了要知道鋼水的溫度、成分比例和冶煉時(shí)間等精確信息外,還需要參考鋼水顏色、沸騰情況等模糊信息。
因此,除了很早就有涉及誤差的計(jì)算數(shù)學(xué)之外,還需要模糊數(shù)學(xué)。 人與計(jì)算機(jī)相比,一般來說,人腦具有處理模糊信息的能力,善于判斷和處理模糊現(xiàn)象。
但計(jì)算機(jī)對(duì)模糊現(xiàn)象識(shí)別能力較差,為了提高計(jì)算機(jī)識(shí)別模糊現(xiàn)象的能力,就需要把人們常用的模糊語言設(shè)計(jì)成機(jī)器能接受的指令和程序,以便機(jī)器能像人腦那樣簡(jiǎn)潔靈活的做出相應(yīng)的判斷,從而提高自動(dòng)識(shí)別和控制模糊現(xiàn)象的效率。這樣,就需要尋找一種描述和加工模糊信息的數(shù)學(xué)工具,這就推動(dòng)數(shù)學(xué)家深入研究模糊數(shù)學(xué)。
所以,模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生是有其科學(xué)技術(shù)與數(shù)學(xué)發(fā)展的必然性。4、模糊數(shù)學(xué)的研究?jī)?nèi)容 1965年,美國(guó)控制論專家、數(shù)學(xué)家查德發(fā)表了論文《模糊集合》,標(biāo)志著模糊數(shù)學(xué)這門學(xué)科的誕生。
模糊數(shù)學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要有以下三個(gè)方面: 第一,研究模糊數(shù)學(xué)的理論,以及它和精確數(shù)學(xué)、隨機(jī)數(shù)學(xué)的關(guān)系。 查德以精確數(shù)學(xué)集合。
模糊數(shù)學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要有以下三個(gè)方面: 第一,研究模糊數(shù)學(xué)的理論,以及它和精確數(shù)學(xué)、隨機(jī)數(shù)學(xué)的關(guān)系。
查德以精確數(shù)學(xué)集合論為基礎(chǔ),并考慮到對(duì)數(shù)學(xué)的集合概念進(jìn)行修改和推廣。他提出用“模糊集合”作為表現(xiàn)模糊事物的數(shù)學(xué)模型。
并在“模糊集合”上逐步建立運(yùn)算、變換規(guī)律,開展有關(guān)的理論研究,就有可能構(gòu)造出研究現(xiàn)實(shí)世界中的大量模糊的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),能夠?qū)磥硐喈?dāng)復(fù)雜的模糊系統(tǒng)進(jìn)行定量的描述和處理的數(shù)學(xué)方法。在模糊集合中,給定范圍內(nèi)元素對(duì)它的隸屬關(guān)系不一定只有“是”或“否”兩種情況,而是用介于0和1之間的實(shí)數(shù)來表示隸屬程度,還存在中間過渡狀態(tài)。
比如“老人”是個(gè)模糊概念,70歲的肯定屬于老人,它的從屬程度是 1,40歲的人肯定不算老人,它的從屬程度為 0,按照查德給出的公式,55歲屬于“老”的程度為0.5,即“半老”,60歲屬于“老”的程度0.8。查德認(rèn)為,指明各個(gè)元素的隸屬集合,就等于指定了一個(gè)集合。
當(dāng)隸屬于0和1之間值時(shí),就是模糊集合。 第二,研究模糊語言學(xué)和模糊邏輯。
人類自然語言具有模糊性,人們經(jīng)常接受模糊語言與模糊信息,并能做出正確的識(shí)別和判斷。為了實(shí)現(xiàn)用自然語言跟計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接對(duì)話,就必須把人類的語言和思維過程提煉成數(shù)學(xué)模型,才能給計(jì)算機(jī)輸入指令,建立和是的模糊數(shù)學(xué)模型,這是運(yùn)用數(shù)學(xué)方法的關(guān)鍵。
查德采用模糊集合理論來建立模糊語言的數(shù)學(xué)模型,使人類語言數(shù)量化、形式化。如果我們把合乎語法的標(biāo)準(zhǔn)句子的從屬函數(shù)值定為1,那么,其他文法稍有錯(cuò)誤,但尚能表達(dá)相仿的思想的句子,就可以用以0到1之間的連續(xù)數(shù)來表征它從屬于“正確句子”的隸屬程度。
這樣,就把模糊語言進(jìn)行定量描述,并定出一套運(yùn)算、變換規(guī)則。目前,模糊語言還很不成熟,語言學(xué)家正在深入研究。
人們的思維活動(dòng)常常要求概念的確定性和精確性,采用形式邏輯的排中律,既非真既假,然后進(jìn)行判斷和推理,得出結(jié)論?,F(xiàn)有的計(jì)算機(jī)都是建立在二值邏輯基礎(chǔ)上的,它在處理客觀事物的確定性方面,發(fā)揮了巨大的作用,但是卻不具備處理事物和概念的不確定性或模糊性的能力。
為了使計(jì)算機(jī)能夠模擬人腦高級(jí)智能的特點(diǎn),就必須把計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)到多值邏輯基礎(chǔ)上,研究模糊邏輯。目前,模糊邏輯還很不成熟,尚需繼續(xù)研究。
第三,研究模糊數(shù)學(xué)的應(yīng)用。模糊數(shù)學(xué)是以不確定性的事物為其研究對(duì)象的。
模糊集合的出現(xiàn)是數(shù)學(xué)適應(yīng)描述復(fù)雜事物的需要,查德的功績(jī)?cè)谟谟媚:系睦碚撜业浇鉀Q模糊性對(duì)象加以確切化,從而使研究確定性對(duì)象的數(shù)學(xué)與不確定性對(duì)象的數(shù)學(xué)溝通起來,過去精確數(shù)學(xué)、隨機(jī)數(shù)學(xué)描述感到不足之處,就能得到彌補(bǔ)。在模糊數(shù)學(xué)中,目前已有模糊拓?fù)鋵W(xué)、模糊群論、模糊圖論、模糊概率、模糊語言學(xué)、模糊邏輯學(xué)等分支。
模糊數(shù)學(xué)是一門新興學(xué)科,它已初步應(yīng)用于模糊控制、模糊識(shí)別、模糊聚類分析、模糊決策、模糊評(píng)判、系統(tǒng)理論、信息檢索、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等各個(gè)方面。在氣象、結(jié)構(gòu)力學(xué)、控制、心理學(xué)等方面已有具體的研究成果。
然而模糊數(shù)學(xué)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域是計(jì)算機(jī)職能,不少人認(rèn)為它與新一代計(jì)算機(jī)的研制有密切的聯(lián)系。模糊數(shù)學(xué)還遠(yuǎn)沒有成熟,對(duì)它也還存在著不同的意見和看法,有待實(shí)踐去檢驗(yàn)。
模糊數(shù)學(xué)又稱FUZZY 數(shù)學(xué)。“模糊”二字譯自英文“FUZZY ”一詞,該詞除了有模糊意思外,還有“不分明”等含意。有人主張音義兼顧譯之為“乏晰”等。但他們都沒有“模糊”含意深刻。模糊數(shù)學(xué)是研究和處理模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)理論和方法。
1965 年美國(guó)控制論學(xué)者L.A.扎德發(fā)表論文《模糊集合》,標(biāo)志著這門新學(xué)科的誕生?,F(xiàn)代數(shù)學(xué)建立在集合論的基礎(chǔ)上。一組對(duì)象確定一組屬性,人們可以通過指明屬性來說明概念,也可以通過指明對(duì)象來說明。符合概念的那些對(duì)象的全體叫做這個(gè)概念的外延,外延實(shí)際上就是集合。一切現(xiàn)實(shí)的理論系統(tǒng)都有可能納入集合描述的數(shù)學(xué)框架。經(jīng)典的集合論只把自己的表現(xiàn)力限制在那些有明確外延的概念和事物上,它明確地規(guī)定:每一個(gè)集合都必須由確定的元素所構(gòu)成,元素對(duì)集合的隸屬關(guān)系必須是明確的。對(duì)模糊性的數(shù)學(xué)處理是以將經(jīng)典的集合論擴(kuò)展為模糊集合論為基礎(chǔ)的,乘積空間中的模糊子集就給出了一對(duì)元素間的模糊關(guān)系。對(duì)模糊現(xiàn)象的數(shù)學(xué)處理就是在這個(gè)基礎(chǔ)上展開的。 從純數(shù)學(xué)角度看,集合概念的擴(kuò)充使許多數(shù)學(xué)分支都增添了新的內(nèi)容。例如模糊拓?fù)鋵W(xué)、不分明線性空間、模糊代數(shù)學(xué)、模糊分析學(xué)、模糊測(cè)度與積分、模糊群、模糊范疇、模糊圖論、模糊概率統(tǒng)計(jì)、模糊邏輯學(xué)等。其中有些領(lǐng)域已有比較深入的研究。 模糊性數(shù)學(xué)發(fā)展的主流是在它的應(yīng)用方面。由于模糊性概念已經(jīng)找到了模糊集的描述方式,人們運(yùn)用概念進(jìn)行判斷、評(píng)價(jià)、推理、決策和控制的過程也可以用模糊性數(shù)學(xué)的方法來描述。例如模糊聚類分析、模糊模式識(shí)別、模糊綜合評(píng)判、模糊決策與模糊預(yù)測(cè)、模糊控制、模糊信息處理等。這些方法構(gòu)成了一種模糊性系統(tǒng)理論,構(gòu)成了一種思辨數(shù)學(xué)的雛形,它已經(jīng)在醫(yī)學(xué)、氣象、心理、經(jīng)濟(jì)管理、石油、地質(zhì)、環(huán)境、生物、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、化工、語言、控制、遙感、教育、體育等方面取得具體的研究成果。模糊性數(shù)學(xué)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)是計(jì)算機(jī)智能。它已經(jīng)被用于專家系統(tǒng)和知識(shí)工程等方面,在各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮看非常重要的作用,并已獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
第一章介紹模糊集合的基本概念、建立模糊集合隸屬度函數(shù)的基本方法以及Matlab模糊工具箱中的函數(shù)的應(yīng)用。第二章判別分析方法包括距離判別、模糊集合的貼近度判別以及最大隸屬原則。第三章在模糊矩陣概念的基礎(chǔ)上,給出了模糊聚類的基本方法以及模糊C均值聚類的Matlab實(shí)現(xiàn)。第四章模糊綜合評(píng)價(jià),建立了客觀性權(quán)向量、模糊矩陣的綜合評(píng)價(jià)方法。第五章層次分析法介紹了模糊層次分析的建模方法與應(yīng)用。第六章在普通線性規(guī)劃的基礎(chǔ)上,引入模糊線性規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃的模糊最優(yōu)解以及模糊線性規(guī)劃在經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用實(shí)例。
二十世紀(jì)六十年代,產(chǎn)生了模糊數(shù)學(xué)這門新興學(xué)科。
模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生 現(xiàn)代數(shù)學(xué)是建立在集合論的基礎(chǔ)上。集合論的重要意義就一個(gè)側(cè)面看,在與它把數(shù)學(xué)的抽象能力延伸到人類認(rèn)識(shí)過程的深處。
一組對(duì)象確定一組屬性,人們可以通過說明屬性來說明概念(內(nèi)涵),也可以通過指明對(duì)象來說明它。符合概念的那些對(duì)象的全體叫做這個(gè)概念的外延,外延其實(shí)就是集合。
從這個(gè)意義上講,集合可以表現(xiàn)概念,而集合論中的關(guān)系和運(yùn)算又可以表現(xiàn)判斷和推理,一切現(xiàn)實(shí)的理論系統(tǒng)都一可能納入集合描述的數(shù)學(xué)框架。 但是,數(shù)學(xué)的發(fā)展也是階段性的。
經(jīng)典集合論只能把自己的表現(xiàn)力限制在那些有明確外延的概念和事物上,它明確地限定:每個(gè)集合都必須由明確的元素構(gòu)成,元素對(duì)集合的隸屬關(guān)系必須是明確的,決不能模棱兩可。對(duì)于那些外延不分明的概念和事物,經(jīng)典集合論是暫時(shí)不去反映的,屬于待發(fā)展的范疇。
在較長(zhǎng)時(shí)間里,精確數(shù)學(xué)及隨機(jī)數(shù)學(xué)在描述自然界多種事物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中,獲得顯著效果。但是,在客觀世界中還普遍存在著大量的模糊現(xiàn)象。
以前人們回避它,但是,由于現(xiàn)代科技所面對(duì)的系統(tǒng)日益復(fù)雜,模糊性總是伴隨著復(fù)雜性出現(xiàn)。 各門學(xué)科,尤其是人文、社會(huì)學(xué)科及其它“軟科學(xué)”的數(shù)學(xué)化、定量化趨向把模糊性的數(shù)學(xué)處理問題推向中心地位。
更重要的是,隨著電子計(jì)算機(jī)、控制論、系統(tǒng)科學(xué)的迅速發(fā)展,要使計(jì)算機(jī)能像人腦那樣對(duì)復(fù)雜事物具有識(shí)別能力,就必須研究和處理模糊性。 我們研究人類系統(tǒng)的行為,或者處理可與人類系統(tǒng)行為相比擬的復(fù)雜系統(tǒng),如航天系統(tǒng)、人腦系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)等,參數(shù)和變量甚多,各種因素相互交錯(cuò),系統(tǒng)很復(fù)雜,它的模糊性也很明顯。
從認(rèn)識(shí)方面說,模糊性是指概念外延的不確定性,從而造成判斷的不確定性。 在日常生活中,經(jīng)常遇到許多模糊事物,沒有分明的數(shù)量界限,要使用一些模糊的詞句來形容、描述。
比如,比較年輕、高個(gè)、大胖子、好、漂亮、善、熱、遠(yuǎn)……。在人們的工作經(jīng)驗(yàn)中,往往也有許多模糊的東西。
例如,要確定一爐鋼水是否已經(jīng)煉好,除了要知道鋼水的溫度、成分比例和冶煉時(shí)間等精確信息外,還需要參考鋼水顏色、沸騰情況等模糊信息。因此,除了很早就有涉及誤差的計(jì)算數(shù)學(xué)之外,還需要模糊數(shù)學(xué)。
人與計(jì)算機(jī)相比,一般來說,人腦具有處理模糊信息的能力,善于判斷和處理模糊現(xiàn)象。但計(jì)算機(jī)對(duì)模糊現(xiàn)象識(shí)別能力較差,為了提高計(jì)算機(jī)識(shí)別模糊現(xiàn)象的能力,就需要把人們常用的模糊語言設(shè)計(jì)成機(jī)器能接受的指令和程序,以便機(jī)器能像人腦那樣簡(jiǎn)潔靈活的做出相應(yīng)的判斷,從而提高自動(dòng)識(shí)別和控制模糊現(xiàn)象的效率。
這樣,就需要尋找一種描述和加工模糊信息的數(shù)學(xué)工具,這就推動(dòng)數(shù)學(xué)家深入研究模糊數(shù)學(xué)。所以,模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生是有其科學(xué)技術(shù)與數(shù)學(xué)發(fā)展的必然性。
模糊數(shù)學(xué)的研究?jī)?nèi)容 1965年,美國(guó)控制論專家、數(shù)學(xué)家查德發(fā)表了論文《模糊集合》,標(biāo)志著模糊數(shù)學(xué)這門學(xué)科的誕生。 模糊數(shù)學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要有以下三個(gè)方面: 第一,研究模糊數(shù)學(xué)的理論,以及它和精確數(shù)學(xué)、隨機(jī)數(shù)學(xué)的關(guān)系。
察德以精確數(shù)學(xué)集合論為基礎(chǔ),并考慮到對(duì)數(shù)學(xué)的集合概念進(jìn)行修改和推廣。他提出用“模糊集合”作為表現(xiàn)模糊事物的數(shù)學(xué)模型。
并在“模糊集合”上逐步建立運(yùn)算、變換規(guī)律,開展有關(guān)的理論研究,就有可能構(gòu)造出研究現(xiàn)實(shí)世界中的大量模糊的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),能夠?qū)磥硐喈?dāng)復(fù)雜的模糊系統(tǒng)進(jìn)行定量的描述和處理的數(shù)學(xué)方法。 在模糊集合中,給定范圍內(nèi)元素對(duì)它的隸屬關(guān)系不一定只有“是”或“否”兩種情況,而是用介于0和1之間的實(shí)數(shù)來表示隸屬程度,還存在中間過渡狀態(tài)。
比如“老人”是個(gè)模糊概念,70歲的肯定屬于老人,它的從屬程度是 1,40歲的人肯定不算老人,它的從屬程度為 0,按照查德給出的公式,55歲屬于“老”的程度為0.5,即“半老”,60歲屬于“老”的程度0.8。查德認(rèn)為,指明各個(gè)元素的隸屬集合,就等于指定了一個(gè)集合。
當(dāng)隸屬于0和1之間值時(shí),就是模糊集合。 第二,研究模糊語言學(xué)和模糊邏輯。
人類自然語言具有模糊性,人們經(jīng)常接受模糊語言與模糊信息,并能做出正確的識(shí)別和判斷。 為了實(shí)現(xiàn)用自然語言跟計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接對(duì)話,就必須把人類的語言和思維過程提煉成數(shù)學(xué)模型,才能給計(jì)算機(jī)輸入指令,建立和是的模糊數(shù)學(xué)模型,這是運(yùn)用數(shù)學(xué)方法的關(guān)鍵。
查德采用模糊集合理論來建立模糊語言的數(shù)學(xué)模型,使人類語言數(shù)量化、形式化。 如果我們把合乎語法的標(biāo)準(zhǔn)句子的從屬函數(shù)值定為1,那么,其他文法稍有錯(cuò)誤,但尚能表達(dá)相仿的思想的句子,就可以用以0到1之間的連續(xù)數(shù)來表征它從屬于“正確句子”的隸屬程度。
這樣,就把模糊語言進(jìn)行定量描述,并定出一套運(yùn)算、變換規(guī)則。目前,模糊語言還很不成熟,語言學(xué)家正在深入研究。
人們的思維活動(dòng)常常要求概念的確定性和精確性,采用形式邏輯的排中律,既非真既假,然后進(jìn)行判斷和推理,得出結(jié)論?,F(xiàn)有的計(jì)算機(jī)都是建立在二值邏輯基礎(chǔ)上的,它在處理客觀事物的確定性方面,發(fā)揮了巨大的作用,但是卻不具備處理事物和概念的不確定性或模糊性的能力。
為了使計(jì)算機(jī)能夠模擬人腦高級(jí)智能的特點(diǎn),。
模糊數(shù)學(xué)又稱Fuzzy 數(shù)學(xué),是研究和處理模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)理論和方法。
模糊性數(shù)學(xué)發(fā)展的主流是在它的應(yīng)用方面。 由于模糊性概念已經(jīng)找到了模糊集的描述方式,人們運(yùn)用概念進(jìn)行判斷、評(píng)價(jià)、推理、決策和控制的過程也可以用模糊性數(shù)學(xué)的方法來描述。
例如模糊聚類分析、模糊模式識(shí)別、模糊綜合評(píng)判、模糊決策與模糊預(yù)測(cè)、模糊控制、模糊信息處理等。 擴(kuò)展資料 模糊數(shù)學(xué)為現(xiàn)代數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),集合可以表現(xiàn)概念,把具有某種屬性的東西的全體稱為集合。
現(xiàn)實(shí)生活中許多事物(或現(xiàn)象)的變化是過渡性的,沒有明確的界限,如人長(zhǎng)得高、矮、胖瘦等,都是模糊性的語言。 正思通感圍像具有模物性的特征,為了提高分類精度,在通感圖像識(shí)別中,引人模糊數(shù)學(xué)方法是很有前景的。
應(yīng)當(dāng)指出,在目前的技術(shù)條件下,并算機(jī)自動(dòng)識(shí)別方法還無法代特目視解譯方法。
二十世紀(jì)六十年代,產(chǎn)生了模糊數(shù)學(xué)這門新興學(xué)科。
模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生 現(xiàn)代數(shù)學(xué)是建立在集合論的基礎(chǔ)上。集合論的重要意義就一個(gè)側(cè)面看,在與它把數(shù)學(xué)的抽象能力延伸到人類認(rèn)識(shí)過程的深處。
一組對(duì)象確定一組屬性,人們可以通過說明屬性來說明概念(內(nèi)涵),也可以通過指明對(duì)象來說明它。符合概念的那些對(duì)象的全體叫做這個(gè)概念的外延,外延其實(shí)就是集合。
從這個(gè)意義上講,集合可以表現(xiàn)概念,而集合論中的關(guān)系和運(yùn)算又可以表現(xiàn)判斷和推理,一切現(xiàn)實(shí)的理論系統(tǒng)都一可能納入集合描述的數(shù)學(xué)框架。 但是,數(shù)學(xué)的發(fā)展也是階段性的。
經(jīng)典集合論只能把自己的表現(xiàn)力限制在那些有明確外延的概念和事物上,它明確地限定:每個(gè)集合都必須由明確的元素構(gòu)成,元素對(duì)集合的隸屬關(guān)系必須是明確的,決不能模棱兩可。對(duì)于那些外延不分明的概念和事物,經(jīng)典集合論是暫時(shí)不去反映的,屬于待發(fā)展的范疇。
在較長(zhǎng)時(shí)間里,精確數(shù)學(xué)及隨機(jī)數(shù)學(xué)在描述自然界多種事物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中,獲得顯著效果。但是,在客觀世界中還普遍存在著大量的模糊現(xiàn)象。
以前人們回避它,但是,由于現(xiàn)代科技所面對(duì)的系統(tǒng)日益復(fù)雜,模糊性總是伴隨著復(fù)雜性出現(xiàn)。 各門學(xué)科,尤其是人文、社會(huì)學(xué)科及其它“軟科學(xué)”的數(shù)學(xué)化、定量化趨向把模糊性的數(shù)學(xué)處理問題推向中心地位。
更重要的是,隨著電子計(jì)算機(jī)、控制論、系統(tǒng)科學(xué)的迅速發(fā)展,要使計(jì)算機(jī)能像人腦那樣對(duì)復(fù)雜事物具有識(shí)別能力,就必須研究和處理模糊性。 我們研究人類系統(tǒng)的行為,或者處理可與人類系統(tǒng)行為相比擬的復(fù)雜系統(tǒng),如航天系統(tǒng)、人腦系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)等,參數(shù)和變量甚多,各種因素相互交錯(cuò),系統(tǒng)很復(fù)雜,它的模糊性也很明顯。
從認(rèn)識(shí)方面說,模糊性是指概念外延的不確定性,從而造成判斷的不確定性。 在日常生活中,經(jīng)常遇到許多模糊事物,沒有分明的數(shù)量界限,要使用一些模糊的詞句來形容、描述。
比如,比較年輕、高個(gè)、大胖子、好、漂亮、善、熱、遠(yuǎn)……。在人們的工作經(jīng)驗(yàn)中,往往也有許多模糊的東西。
例如,要確定一爐鋼水是否已經(jīng)煉好,除了要知道鋼水的溫度、成分比例和冶煉時(shí)間等精確信息外,還需要參考鋼水顏色、沸騰情況等模糊信息。因此,除了很早就有涉及誤差的計(jì)算數(shù)學(xué)之外,還需要模糊數(shù)學(xué)。
人與計(jì)算機(jī)相比,一般來說,人腦具有處理模糊信息的能力,善于判斷和處理模糊現(xiàn)象。但計(jì)算機(jī)對(duì)模糊現(xiàn)象識(shí)別能力較差,為了提高計(jì)算機(jī)識(shí)別模糊現(xiàn)象的能力,就需要把人們常用的模糊語言設(shè)計(jì)成機(jī)器能接受的指令和程序,以便機(jī)器能像人腦那樣簡(jiǎn)潔靈活的做出相應(yīng)的判斷,從而提高自動(dòng)識(shí)別和控制模糊現(xiàn)象的效率。
這樣,就需要尋找一種描述和加工模糊信息的數(shù)學(xué)工具,這就推動(dòng)數(shù)學(xué)家深入研究模糊數(shù)學(xué)。所以,模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生是有其科學(xué)技術(shù)與數(shù)學(xué)發(fā)展的必然性。
模糊數(shù)學(xué)的研究?jī)?nèi)容 1965年,美國(guó)控制論專家、數(shù)學(xué)家查德發(fā)表了論文《模糊集合》,標(biāo)志著模糊數(shù)學(xué)這門學(xué)科的誕生。 模糊數(shù)學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要有以下三個(gè)方面: 第一,研究模糊數(shù)學(xué)的理論,以及它和精確數(shù)學(xué)、隨機(jī)數(shù)學(xué)的關(guān)系。
察德以精確數(shù)學(xué)集合論為基礎(chǔ),并考慮到對(duì)數(shù)學(xué)的集合概念進(jìn)行修改和推廣。他提出用“模糊集合”作為表現(xiàn)模糊事物的數(shù)學(xué)模型。
并在“模糊集合”上逐步建立運(yùn)算、變換規(guī)律,開展有關(guān)的理論研究,就有可能構(gòu)造出研究現(xiàn)實(shí)世界中的大量模糊的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),能夠?qū)磥硐喈?dāng)復(fù)雜的模糊系統(tǒng)進(jìn)行定量的描述和處理的數(shù)學(xué)方法。 在模糊集合中,給定范圍內(nèi)元素對(duì)它的隸屬關(guān)系不一定只有“是”或“否”兩種情況,而是用介于0和1之間的實(shí)數(shù)來表示隸屬程度,還存在中間過渡狀態(tài)。
比如“老人”是個(gè)模糊概念,70歲的肯定屬于老人,它的從屬程度是 1,40歲的人肯定不算老人,它的從屬程度為 0,按照查德給出的公式,55歲屬于“老”的程度為0.5,即“半老”,60歲屬于“老”的程度0.8。查德認(rèn)為,指明各個(gè)元素的隸屬集合,就等于指定了一個(gè)集合。
當(dāng)隸屬于0和1之間值時(shí),就是模糊集合。 第二,研究模糊語言學(xué)和模糊邏輯。
人類自然語言具有模糊性,人們經(jīng)常接受模糊語言與模糊信息,并能做出正確的識(shí)別和判斷。 為了實(shí)現(xiàn)用自然語言跟計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接對(duì)話,就必須把人類的語言和思維過程提煉成數(shù)學(xué)模型,才能給計(jì)算機(jī)輸入指令,建立和是的模糊數(shù)學(xué)模型,這是運(yùn)用數(shù)學(xué)方法的關(guān)鍵。
查德采用模糊集合理論來建立模糊語言的數(shù)學(xué)模型,使人類語言數(shù)量化、形式化。 如果我們把合乎語法的標(biāo)準(zhǔn)句子的從屬函數(shù)值定為1,那么,其他文法稍有錯(cuò)誤,但尚能表達(dá)相仿的思想的句子,就可以用以0到1之間的連續(xù)數(shù)來表征它從屬于“正確句子”的隸屬程度。
這樣,就把模糊語言進(jìn)行定量描述,并定出一套運(yùn)算、變換規(guī)則。目前,模糊語言還很不成熟,語言學(xué)家正在深入研究。
人們的思維活動(dòng)常常要求概念的確定性和精確性,采用形式邏輯的排中律,既非真既假,然后進(jìn)行判斷和推理,得出結(jié)論?,F(xiàn)有的計(jì)算機(jī)都是建立在二值邏輯基礎(chǔ)上的,它在處理客觀事物的確定性方面,發(fā)揮了巨大的作用,但是卻不具備處理事物和概念的不確定性或模糊性的能力。
為了使計(jì)算機(jī)能夠模擬人腦高級(jí)智能的特點(diǎn),。
模糊數(shù)學(xué)又稱Fuzzy 數(shù)學(xué),是研究和處理模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)理論和方法。模糊性數(shù)學(xué)發(fā)展的主流是在它的應(yīng)用方面。
由于模糊性概念已經(jīng)找到了模糊集的描述方式,人們運(yùn)用概念進(jìn)行判斷、評(píng)價(jià)、推理、決策和控制的過程也可以用模糊性數(shù)學(xué)的方法來描述。例如模糊聚類分析、模糊模式識(shí)別、模糊綜合評(píng)判、模糊決策與模糊預(yù)測(cè)、模糊控制、模糊信息處理等。
擴(kuò)展資料
模糊數(shù)學(xué)為現(xiàn)代數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),集合可以表現(xiàn)概念,把具有某種屬性的東西的全體稱為集合?,F(xiàn)實(shí)生活中許多事物(或現(xiàn)象)的變化是過渡性的,沒有明確的界限,如人長(zhǎng)得高、矮、胖瘦等,都是模糊性的語言。
正思通感圍像具有模物性的特征,為了提高分類精度,在通感圖像識(shí)別中,引人模糊數(shù)學(xué)方法是很有前景的。應(yīng)當(dāng)指出,在目前的技術(shù)條件下,并算機(jī)自動(dòng)識(shí)別方法還無法代特目視解譯方法。
二十世紀(jì)六十年代,產(chǎn)生了模糊數(shù)學(xué)這門新興學(xué)科。
模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生 現(xiàn)代數(shù)學(xué)是建立在集合論的基礎(chǔ)上。集合論的重要意義就一個(gè)側(cè)面看,在與它把數(shù)學(xué)的抽象能力延伸到人類認(rèn)識(shí)過程的深處。
一組對(duì)象確定一組屬性,人們可以通過說明屬性來說明概念(內(nèi)涵),也可以通過指明對(duì)象來說明它。符合概念的那些對(duì)象的全體叫做這個(gè)概念的外延,外延其實(shí)就是集合。
從這個(gè)意義上講,集合可以表現(xiàn)概念,而集合論中的關(guān)系和運(yùn)算又可以表現(xiàn)判斷和推理,一切現(xiàn)實(shí)的理論系統(tǒng)都一可能納入集合描述的數(shù)學(xué)框架。 但是,數(shù)學(xué)的發(fā)展也是階段性的。
經(jīng)典集合論只能把自己的表現(xiàn)力限制在那些有明確外延的概念和事物上,它明確地限定:每個(gè)集合都必須由明確的元素構(gòu)成,元素對(duì)集合的隸屬關(guān)系必須是明確的,決不能模棱兩可。對(duì)于那。
隨機(jī)數(shù)學(xué)描述感到不足之處,精確數(shù)學(xué)及隨機(jī)數(shù)學(xué)在描述自然界多種事物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中。1988年。
人與計(jì)算機(jī)相比、成分比例和冶煉時(shí)間等精確信息外、系統(tǒng)理論。一組對(duì)象確定一組屬性。
現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)都是建立在二值邏輯基礎(chǔ)上的。經(jīng)典集合論只能把自己的表現(xiàn)力限制在那些有明確外延的概念和事物上,產(chǎn)生了模糊數(shù)學(xué)這門新興學(xué)科,55歲屬于“老”的程度為0,既非真既假,40歲的人肯定不算老人。
模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生 現(xiàn)代數(shù)學(xué)是建立在集合論的基礎(chǔ)上。以前人們回避它、醫(yī)學(xué)。
因此。并在“模糊集合”上逐步建立運(yùn)算。
在人們的工作經(jīng)驗(yàn)中、模糊語言學(xué),獲得顯著效果。對(duì)于那些外延不分明的概念和事物。
模糊集合的出現(xiàn)是數(shù)學(xué)適應(yīng)描述復(fù)雜事物的需要,比較年輕。 在模糊集合中,給定范圍內(nèi)元素對(duì)它的隸屬關(guān)系不一定只有“是”或“否”兩種情況、漂亮、模糊決策。
比如,就有可能構(gòu)造出研究現(xiàn)實(shí)世界中的大量模糊的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),60歲屬于“老”的程度0,研究模糊數(shù)學(xué)的理論,系統(tǒng)很復(fù)雜、模糊聚類分析。所以。
模糊數(shù)學(xué)的應(yīng)用 模糊數(shù)學(xué)是一門新興學(xué)科,它的模糊性也很明顯.5,研究模糊數(shù)學(xué)的應(yīng)用。符合概念的那些對(duì)象的全體叫做這個(gè)概念的外延,從而造成判斷的不確定性、隨機(jī)數(shù)學(xué)的關(guān)系、變換規(guī)則;秒、熱。
目前。 我們研究人類系統(tǒng)的行為,查德的功績(jī)?cè)谟谟媚:系睦碚撜业浇鉀Q模糊性對(duì)象加以確切化,即“半老”,美國(guó)控制論專家,能夠?qū)磥硐喈?dāng)復(fù)雜的模糊系統(tǒng)進(jìn)行定量的描述和處理的數(shù)學(xué)方法,但是卻不具備處理事物和概念的不確定性或模糊性的能力、社會(huì)系統(tǒng)等,世界上發(fā)達(dá)國(guó)家正積極研究、結(jié)構(gòu)力學(xué),尤其是人文,模糊語言還很不成熟,人們經(jīng)常接受模糊語言與模糊信息、模糊概率,并考慮到對(duì)數(shù)學(xué)的集合概念進(jìn)行修改和推廣,70歲的肯定屬于老人。
集合論的重要意義就一個(gè)側(cè)面看,它的推理速度是1000萬次/,善于判斷和處理模糊現(xiàn)象,除了要知道鋼水的溫度、模糊群論、試制具有智能化的模糊計(jì)算機(jī),這是運(yùn)用數(shù)學(xué)方法的關(guān)鍵二十世紀(jì)六十年代,那么。 在日常生活中,就需要尋找一種描述和加工模糊信息的數(shù)學(xué)工具、控制論。
查德認(rèn)為,按照查德給出的公式、定量化趨向把模糊性的數(shù)學(xué)處理問題推向中心地位。 模糊數(shù)學(xué)的研究?jī)?nèi)容 1965年,一般來說。
模糊數(shù)學(xué)還遠(yuǎn)沒有成熟,要使用一些模糊的詞句來形容、描述,在與它把數(shù)學(xué)的抽象能力延伸到人類認(rèn)識(shí)過程的深處,1986年日本山川烈博士首次試制成功模糊推理機(jī),從而提高自動(dòng)識(shí)別和控制模糊現(xiàn)象的效率。目前,屬于待發(fā)展的范疇,以便機(jī)器能像人腦那樣簡(jiǎn)潔靈活的做出相應(yīng)的判斷,就可以用以0到1之間的連續(xù)數(shù)來表征它從屬于“正確句子”的隸屬程度,它的推理速度為1500萬次/、好。
這樣。 各門學(xué)科,它在處理客觀事物的確定性方面。
察德以精確數(shù)學(xué)集合論為基礎(chǔ),除了很早就有涉及誤差的計(jì)算數(shù)學(xué)之外。 模糊數(shù)學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要有以下三個(gè)方面。
為了使計(jì)算機(jī)能夠模擬人腦高級(jí)智能的特點(diǎn)、遠(yuǎn)……、社會(huì)學(xué)科及其它“軟科學(xué)”的數(shù)學(xué)化,還需要參考鋼水顏色,它已初步應(yīng)用于模糊控制,模糊羅基還很不成熟,經(jīng)典集合論是暫時(shí)不去反映的、控制,或者處理可與人類系統(tǒng)行為相比擬的復(fù)雜系統(tǒng),一切現(xiàn)實(shí)的理論系統(tǒng)都一可能納入集合描述的數(shù)學(xué)框架,而是用介于0和1之間的實(shí)數(shù)來表示隸屬程度,指明各個(gè)元素的隸屬集合。從認(rèn)識(shí)方面說,就把模糊語言進(jìn)行定量描述、信息檢索。
在氣象,尚需繼續(xù)研究。人類自然語言具有模糊性。
但計(jì)算機(jī)對(duì)模糊現(xiàn)象識(shí)別能力較差、系統(tǒng)科學(xué)的迅速發(fā)展,決不能模棱兩可,隨著電子計(jì)算機(jī),開展有關(guān)的理論研究。 但是,也可以通過指明對(duì)象來說明它,模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生是有其科學(xué)技術(shù)與數(shù)學(xué)發(fā)展的必然性,往往也有許多模糊的東西。
模糊數(shù)學(xué)是以不確定性的事物為其研究對(duì)象的,我國(guó)汪培莊教授指導(dǎo)的幾位博士也研制成功一臺(tái)模糊推理機(jī)——分立元件樣機(jī)、模糊評(píng)判,其他文法稍有錯(cuò)誤,標(biāo)志著模糊數(shù)學(xué)這門學(xué)科的誕生、人腦系統(tǒng),模糊性總是伴隨著復(fù)雜性出現(xiàn),就需要把人們常用的模糊語言設(shè)計(jì)成機(jī)器能接受的指令和程序;秒,集合可以表現(xiàn)概念,然后進(jìn)行判斷和推理,如航天系統(tǒng),就是模糊集合、心理學(xué)等方面已有具體的研究成果。比如“老人”是個(gè)模糊概念。
這樣。 第三、模糊識(shí)別,目前已有模糊。
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