المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

ماهي دورات حياة الأدغال أو الأعشاب خلال فترة حياتها؟
31-12-2021
موقع فليكر Flickr
2023-04-16
القواعـد الذهبيـة فـي إعـداد نـظم الأجـور
16-6-2021
الأضرار الناجمة عن الكذب
2-2-2022
تكاثف كليزن : تكون يبتا - كيتو استرات
2023-07-31
البروبوليس Propolis
2024-05-29

FUZZY SETS-Expanding Concepts of Fuzzy Set  
  
1552   01:24 مساءاً   date: 5-7-2016
Author : Kwang H. Lee
Book or Source : First Course on Fuzzy Theory and Applications
Page and Part : 14-20

Expanding Concepts of Fuzzy Set

Example of Fuzzy Set

Example 1.1 Consider a universal set  X which is defined on the age domain.

                                X= {5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75, 85}

Table 1.1. Example of fuzzy set

We can define fuzzy sets such as “infant”, “young”, “adult” and “senior” in X. The possibilities of each element ofx to be in those four

fuzzy sets are in Table 1.1

We can think of a set that is made up of elements contained in A. This set is called “support” of A.

The support of fuzzy set “young” is,

                              Fig. 1.1. Non-Normalized Fuzzy Set and Normalized Fuzzy Set

Support(youth) = {15, 25, 35, 45, 55}

and it is a crisp set. Certainly, the support of “infant” is empty set.

The maximum value of the membership is called “height”. Suppose this “height” of some fuzzy sets is 1, this fuzzy set is “normalized”. The sets

“young”, “adult” and “senior” are normalized (Fig 1.1).

Let’s consider crisp set “teenager”. This crisp set is clearly defined having elements only 10-19 in the universal set X. As you shall notice this

set is a restricted set comparing with X. Similarly fuzzy set “young” is also a restricted set. When we apply a “fuzzy restriction” to universal set X in

certain manner, we get a fuzzy set

1.2 α -Cut Set

Definition ( α -cut set) The  ⍺-cut set  A is made up of members whose membership is not less than ⍺.

note that ⍺ is arbitrary. This ⍺-cut set is a crisp set (Fig 1.2).

Example 1.2 The α -cut set is derived from fuzzy set “young” by giving 0.2 to α

this means “the age that we can say youth with possibility not less than 0.2”.

When two cut sets A α and A exist and if  α α '  d  for them, then

                                                                                   

the relation Young0.2 ⊇ Young0.8, for example, holds.

                                         Fig. 1.2. α -cut set

Definition (Level set) The value D which explicitly shows the value of the membership function, is in the range of [0,1]. The “level set” is obtained

by the α ’s. That is,

The level set of the above fuzzy set “young” is,

1.3 Convex Fuzzy Set

Definition (Convex fuzzy set) Assuming universal set X is defined in n-dimensional Euclidean Vector space ƒR

If all the ⍺- cut sets are convex, the fuzzy set with these α - cut sets is convex(Fig 1.3). In other words, if a

holds, the fuzzy set A is convex.

Fig 1.4 shows a convex fuzzy set and Fig 1.5 describes a non-convex set.

                                              Fig. 1.3. Convex Fuzzy Set

                                                      Fig. 1.4. Convex Fuzzy Set

                                                 Fig. 1.5. Non-Convex Fuzzy Set

                                                                        

1.4 Fuzzy Number

“Real number” implies a set containing whole real numbers and “Positive number” implies a set holding numbers excluding negative numbers.

“Positive number less than equal to 10 (including 0)” suggests us a set having numbers from 0 to 10. So

A = “positive number less than equal to 10 (including 0)” = {x | 0 ≤ x ≤ 10, x ∊R }


since the crisp boundary is involved, the outcome of membership function is 1 or 0.

Definition (Fuzzy number) If a fuzzy set is convex and normalized, and its membership function is defined in R and  piecewise continuous, it is

called as “fuzzy number”. So fuzzy number (fuzzy set) represents a real number interval whose boundary is fuzzy(Fig 1.6).

1.5 The Magnitude of Fuzzy Set

In order to show the magnitude of fuzzy set, there are three ways of measuring the cardinality of fuzzy set. First, we can derive magnitude by

summing up the membership degrees. It is “scalar cardinality”.

                                           Fig. 1.6. Sets denoting intervals and fuzzy numbers

Following this method, the magnitude of fuzzy set “senior” (in the previous example) is,

|senior| = 0.1 + 0.2 + 0.6 + 1 + 1 = 2.9

Second, comparing the magnitude of fuzzy set A with that of universal set X can be an idea.

This is called “relative cardinality”. In the case of “senior”,

Third method expresses the cardinality as fuzzy set.

Definition (Fuzzy cardinality) Let’s try to get ⍺-cut set (crisp set) A α , of A. The number of elements is  |A α |. In other words, the possibility for

number of elements in A to be|A α | is ⍺. Then the membership degree of fuzzy cardinality |A| is defined as,

where A α is a ⍺-cut set and ⩘ A is a level set.

Example 1.3 If we cut fuzzy set “senior” at α =0.1, there are 5 elements in the α -cut set. senior0.1 = {45, 55, 65, 75, 85}, |senior0.1| = 5. In the same

manner, there are 4 elements at α =0.2, there are 3 at α =0.6, there are 2 at α =1. Therefore the fuzzy cardinality of “senior” is

|senior| = {(5, 0.1), (4, 0.2), (3, 0.6), (2,1)}.

1.6 Subset of fuzzy set

Suppose there are two fuzzy setsA andB. When their degrees of membership are same, we say “A and B are equivalent”. That is,

If μ A(x) ≠ μ B(x) for any element, then A ≠ B. If the following relation is satisfied in the fuzzy set A and B, A is a subset of B(Fig 1.6).

This relation is expressed as A ⊆ B. We call that A is a subset of B. In addition, if the next relation holds, A is a proper subset of B.

This relation can be written as

                                                        Fig. 1.6. Subset A ⊂ B


Kwang H. Lee, First Course on Fuzzy Theory and Applications, 2005, Springer, pag(14-20)




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.