sábado, 15 de abril de 2017

Lógica borrosa (II)

Un conjunto clásico se define de tal forma que particiona los individuos de un discurso en dos grupos: los que pertenecen a dicho conjunto y los que no son miembros del mismo. Pero, como hemos visto, muchas clases y categorías de uso común en el lenguaje natural, no se prestan a esa separación tan radical (mutuamente excluyente): la transición entre los miembros y los no miembros es gradual. El concepto de conjunto borroso es una solución para estos casos, porque elimina la separación brusca entre los miembros.

DEFINICIÓN.- Sea U un conjunto (en sentido clásico) no vacío, denominado universo. Un subconjunto borroso A de U es un conjunto de pares ordenados:

x|μAx:x∈U


donde μA:U→0,1 es una aplicación denominada función de pertenencia de A.

Dado x∈U, la imagen μAx representa el grado de pertenencia de x al conjunto A.

EJEMPLO.- La función μAx=11+10x2 (ver gráfica) puede servir para definir el conjunto borroso de los números reales próximos a 0.



En este conjunto, el número 1 tiene un grado de pertenencia de 0.09; el número 0.25 tiene un grado de pertenencia de 0.62 y el número 0 tiene el mayor grado de pertenencia: 1.

Consideremos, como segundo ejemplo, el conjunto siguiente (discreto) formado por las edades siguientes de humanos:

U=5,10,20,30,40,50,60,70,80


y los cuatro conjuntos borrosos que representan los conceptos "bebé", "joven", "adulto" y "viejo", cuyas funciones de pertenencia vienen representadas en la siguiente tabla:

Edadesbebéjovenadultoviejo501001001002000.80.80.13000.510.24000.210.45000.110.6600010.8700011800011


Otra representación formal de un subconjunto borroso A del universo U es:

A=x|μAx:x∈U,μAx≠0


También se puede usar como símbolo de la función de pertenencia, el mismo signo del conjunto borroso:

A:U→0,1


Según la notación admitida, las representaciones de los conjuntos borrosos "bebé", "joven", "adulto" y "viejo", en el universo de edades U, serán:

bebé= joven=5|1,10|1,20|0.8,30|0.5,40|0.2,50|0.1adulto=20|0.8,30|1,40|1,50|1,60|1,70|1,80|1viejo=20|0.1,30|0.2,40|0.4,50|0.6,60|0.8,70|1,80|1


Se dice que un conjunto borroso A es un conjunto borroso vacío si μAx=0,∀x∈U. El conjunto "bebé" anterior, es vacío. El subconjunto borroso vacío se denota por el mismo símbolo clásico: ∅.
Se llama altura del subconjunto borroso¹ A⊂~U, al número máxμAx:x∈U.
Se llama cardinal de un subconjunto borroso A⊂~U, de un universo finito, a la suma:

card(A)=∑x∈UμAx


Por ejemplo: card(viejo) = 4.1.

Dados A,B⊂~U, se define

A⊂B⇔∀x∈UμAx≤μBx


Además, se definen:

A=B⇔∀x∈UμAx=μBxA≠B⇔∃x∈UμAx≠μBxA¯=x|μA¯x=1-μAx:x∈UA∩B=x|μA∩Bx=mínμAx,μBx:x∈UA∪B=x|μA∪Bx=máxμAx,μBx:x∈U


El subconjunto borroso A¯ de U se denomina complementario de A respecto de U.

EJEMPLO.-

joven∪viejo=5|1,10|1,20|0.8,30|0.5,40|0.4,50|0.6,60|0.8,70|1,80|1
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¹Si U es un universo, para indicar que A es un subconjunto borroso de U, se escribe: A⊂~U

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