5. A kiterjesztési elv, nyelvi változók

Hasonló dokumentumok
4. Fuzzy relációk. Gépi intelligencia I. Fodor János NIMGI1MIEM BMF NIK IMRI

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

3. Fuzzy aritmetika. Gépi intelligencia I. Fodor János NIMGI1MIEM BMF NIK IMRI

2. Logika gyakorlat Függvények és a teljes indukció

Diszkrét matematika I.

2. Alapfogalmak, műveletek

1. előadás: Halmazelmélet, számfogalom, teljes

Halmazelmélet. 1. előadás. Farkas István. DE ATC Gazdaságelemzési és Statisztikai Tanszék. Halmazelmélet p. 1/1

Algoritmusok Tervezése. Fuzzy rendszerek Dr. Bécsi Tamás

Itt és a továbbiakban a számhalmazokra az alábbi jelöléseket használjuk:

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Mátrixok 2017 Mátrixok

Fuzzy halmazok jellemzői

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

HALMAZELMÉLET feladatsor 1.

2014. szeptember 24. és 26. Dr. Vincze Szilvia

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Egyenletek, egyenlőtlenségek V.

Mindent olyan egyszerűvé kell tenni, amennyire csak lehet, de nem egyszerűbbé. (Albert Einstein) Halmazok 1

Diszkrét matematika I.

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Halmazelméleti alapfogalmak

Analízis I. beugró vizsgakérdések

Halmaz: alapfogalom, bizonyos elemek (matematikai objektumok) Egy halmaz akkor adott, ha minden objektumról eldönthető, hogy

Mindent olyan egyszerűvé kell tenni, amennyire csak lehet, de nem egyszerűbbé.

Diszkrét matematika 1. középszint

1. A polinom fogalma. Számolás formális kifejezésekkel. Feladat Oldjuk meg az x2 + x + 1 x + 1. = x egyenletet.

SZÁMÍTÁSTUDOMÁNY ALAPJAI

Hatványozás. A hatványozás azonosságai

Matematika alapjai; Feladatok

Relációk Függvények. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

Diszkrét matematika 2. estis képzés

RE 1. Relációk Függvények. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

VEKTORTEREK I. VEKTORTÉR, ALTÉR, GENERÁTORRENDSZER október 15. Irodalom. További ajánlott feladatok

A valós számok halmaza

Lengyelné Dr. Szilágyi Szilvia április 7.

A valós számok halmaza 5. I. rész MATEMATIKAI ANALÍZIS

HALMAZOK. A racionális számok halmazát olyan számok alkotják, amelyek felírhatók b. jele:. A racionális számok halmazának végtelen sok eleme van.

Dr. Vincze Szilvia;

1.1 Halmazelméleti fogalmak, jelölések

A lineáris algebrában központi szerepet betöltı vektortér fogalmát értelmezzük most, s megvizsgáljuk e struktúra legfontosabb egyszerő tulajdonságait.

Boros Zoltán február

ALAPFOGALMAK 1. A reláció az program programfüggvénye, ha. Azt mondjuk, hogy az feladat szigorúbb, mint az feladat, ha

A fontosabb definíciók

Matematikai logika és halmazelmélet

Logika és informatikai alkalmazásai

1.1. Definíció. Azt mondjuk, hogy a oszója b-nek, vagy más szóval, b osztható a-val, ha létezik olyan x Z, hogy b = ax. Ennek jelölése a b.

1. Mondjon legalább három példát predikátumra. 4. Mikor van egy változó egy kvantor hatáskörében?

Másodfokú egyenletek, egyenlőtlenségek

MATE-INFO UBB verseny, március 25. MATEMATIKA írásbeli vizsga

6. Fuzzy irányítási rendszerek

Matematika B/1. Tartalomjegyzék. 1. Célkit zések. 2. Általános követelmények. 3. Rövid leírás. 4. Oktatási módszer. Biró Zsolt. 1.

f(x) vagy f(x) a (x x 0 )-t használjuk. lim melyekre Mivel itt ɛ > 0 tetszőlegesen kicsi, így a a = 0, a = a, ami ellentmondás, bizonyítva

Intergrált Intenzív Matematika Érettségi

A Matematika I. előadás részletes tematikája

Elsőrendű logika szintaktikája és szemantikája. Logika (3. gyakorlat) 0-adrendű szemantika 2009/10 II. félév 1 / 1

1. tétel Halmazok és halmazok számossága. Halmazműveletek és logikai műveletek kapcsolata.

Másodfokú egyenletek, egyenlőtlenségek

Az R halmazt a valós számok halmazának nevezzük, ha teljesíti az alábbi 3 axiómacsoport axiómáit.

Matematika III. 2. Eseményalgebra Prof. Dr. Závoti, József

Logika és informatikai alkalmazásai

1. Házi feladat. Határidő: I. Legyen f : R R, f(x) = x 2, valamint. d : R + 0 R+ 0

Valós függvények tulajdonságai és határérték-számítása

Logika és informatikai alkalmazásai

Logika es sz am ıt aselm elet I. r esz Logika Harmadik el oad as 1/33

Automaták mint elfogadók (akceptorok)

Logika es sz am ıt aselm elet I. r esz Logika 1/36

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Algebra

Analízis előadás és gyakorlat vázlat

A matematika nyelvéről bevezetés

Relációs algebra 1.rész alapok

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

A matematika nyelvér l bevezetés

Diszkrét matematika I.

Algoritmuselmélet gyakorlat (MMN111G)

BOOLE ALGEBRA Logika: A konjunkció és diszjunkció tulajdonságai

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Trigonometria Megoldások. 1) Igazolja, hogy ha egy háromszög szögeire érvényes az alábbi összefüggés: sin : sin = cos + : cos +, ( ) ( )

0-49 pont: elégtelen, pont: elégséges, pont: közepes, pont: jó, pont: jeles

Logika és informatikai alkalmazásai

2011. szeptember 14. Dr. Vincze Szilvia;

Diszkrét matematika I. gyakorlat

Készítette: Ernyei Kitti. Halmazok

A L Hospital-szabály, elaszticitás, monotonitás, konvexitás

DISZKRÉT MATEMATIKA RENDEZETT HALMAZOKKAL KAPCSOLATOS PÉLDÁK. Rendezett halmaz. (a, b) R a R b 1. Reflexív 2. Antiszimmetrikus 3.

Logika és informatikai alkalmazásai

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

1. Absztrakt terek 1. (x, y) x + y X és (λ, x) λx X. műveletek értelmezve vannak, és amelyekre teljesülnek a következő axiómák:

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Trigonometria

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

17. előadás: Vektorok a térben

Analízis I. Vizsgatételsor

Diszkrét matematika I.

Matematika (mesterképzés)

Klasszikus algebra előadás. Waldhauser Tamás április 14.

Negatív alapú számrendszerek

Diszkrét matematika II., 8. előadás. Vektorterek

Diszkrét matematika 1. estis képzés

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Átírás:

5. A kiterjesztési elv, nyelvi változók Gépi intelligencia I. Fodor János BMF NIK IMRI NIMGI1MIEM

Tartalomjegyzék I 1 A kiterjesztési elv 2 Nyelvi változók

A kiterjesztési elv 237 A KITERJESZTÉSI ELV

A kiterjesztési elv Halmaz függvény szerinti képe és ősképe Legyen f : X Y függvény és A az X részhalmaza. Ekkor az A halmaz f szerinti képét a következő módon definiáljuk: f (A) = {y Y van olyan x A, hogy y = f (x)} Legyen B az Y részhalmaza. Ekkor a B halmaz f szerinti ősképét az alábbi módon értelmezzük: f 1 (B) = {x X van olyan y B, amelyre y = f (x)}. Kérdés: Hogyan terjeszthetjük ezt ki fuzzy halmazokra?

A kiterjesztési elv 239 A kiterjesztési elv Legyen f : X Y adott függvény, és definiáljunk egy R relációt: { 1 ha y = f (x) R(x, y) = 0 egyébként Legyen A az X fuzzy részhalmaza, B pedig az Y fuzzy részhalmza. Ekkor ˆf (A) = R T (A), és ˆf 1 (B) = R 1 T (B), ami a következő alakra egyszerűsödik: ˆf (A)(y) = sup{a(x) y = f (x)}, ˆf 1 (B)(x) = sup{b(y) y = f (x)}.

A kiterjesztési elv 240 Reprezentáció α-szinthalmazok segítségével Legyen α [0, 1[. Az A fuzzy halmaz szigorú α-szinthalmaza [A] +α = {x X A(x) > α}. Adott f : X Y függvény esetén a következő teljesül minden α [0, 1[ esetén: [ˆf (A)] +α = f ([A] +α ).

A kiterjesztési elv 241 Példa X = {a, b, c, d, e}, Y = {r, s, t, u} x A(x) a 0.6 b 0.4 c 0.1 d 0.0 e 0.3 x a b c d e f (x) r s r t s y B(y) r 0.0 s 0.3 t 0.7 u 0.1 ˆf (A) =? ˆf 1 (B) =?

A kiterjesztési elv 242 A kiterjesztési elv Descartes-szorzatra Legyen f : X 1 X n Y adott függvény, A i pedig fuzzy halmaz X i -n (for i = 1,..., n). Hogyan értelmezhetjük ˆf (A 1,..., A n )-et? Adott T t-norma esetén az f függvény T -kiterjesztését ˆf T jelöli, és ezt így értelmezzük: ˆf T (A 1,..., A n )(y) = sup{t (A 1 (x 1 ),..., A n (x n )) x i X i és y = f (x 1,..., x n )}.

A kiterjesztési elv 243 Reprezentáció α-szinthalmazok segítségével Az alábbi igaz minden α [0, 1[ esetén: [ˆf TM (A 1,..., A n )] +α = f ([A 1 ] +α,..., [A n ] +α ) Jegyezzük meg, hogy T T M esetén nem érvényes ez az egyenlőség!

A kiterjesztési elv 244 Fuzzy aritmetika Legyenek A 1 és A 2 az R fuzzy részhalmazai. Az f (x 1, x 2 ) = x 1 + x 2 összeadás (összeg) T -kiterjesztését T -összeadásnak (T -összegnek) nevezzük. Az alábbi speciális jelölést használjuk: A 1 T A 2 = ˆf T (A 1, A 2 ). Az f (x 1, x 2 ) = x 1 x 2 szorzás (szorzat) T -kiterjesztését T -szorzásnak (T -szorzatnak) nevezzük. Az alábbi speciális jelölést használjuk: A 1 T A 2 = ˆf T (A 1, A 2 ).

A kiterjesztési elv 245 Példa: fuzzy számok összeadása A 1 1 0.8 0.6 0.4 0.2 1 2 3 4 5 6 7 1 0.8 0.6 0.4 0.2 1 2 3 4 5 6 7 A 2 A 1 TM A 2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 1 2 3 4 5 6 7

246 NYELVI VÁLTOZÓK

Motiváció Célunk az, hogy fuzzy halmazok segítségével modellezett pontatlan nyelvi kifejezéseket tartalmazó HA-AKKOR (IF-THEN) típusú szabályokat tudjunk kezelni, alkalmazni. Kérdés: Mi hiányzik még ehhez? A nyelvi változók teremtik meg a kapcsolatot a szabályokban található pontatlan nyelvi kifejezések és a fuzzy halmazok között.

248 Nyelvi változók Egy nyelvi változó az alábbi rendezett ötös ahol N, T, X, G, és M a következő: 1 N a V nyelvi változó neve 2 G a nyelvtan V = (N, G, T, X, M), 3 T az úgynevezett term halmaz, azaz a G alapján származtatható nyelvi kifejezések halmaza 4 X az alaphalmaz 5 M egy T F(X ) leképezés, amelyik a szemantikát (X egy fuzzy részhalmazát) definiálja minden egyes T -beli nyelvi kifejezésre.

249 1. példa 1 N = v1 2 G : := melléknév ; melléknév := kicsi közepes nagy ; 3 T = { kicsi, közepes, nagy } 4 X = [0, 100] 5 M =...

250 2. példa 1 N = v2 2 G : := atomi ; atomi := melléknév határozószó melléknév ; melléknév := kicsi közepes nagy ; határozószó := lagalább legfeljebb ; 3 T = { kicsi, közepes, nagy, legalább kicsi, legalább közepes, legalább nagy, legfeljebb kicsi, legfeljebb közepes, legfeljebb nagy } 4 X = [0, 100] 5 M =...

251 3. példa 1 N = v3 2 G : := atomi atomi bináris atomi ; atomi := melléknév határozószó melléknév ; melléknév := nb nm ns z ps pm pb ; határozószó := legalább legfeljebb ; bináris := és vagy ; 3 T =... (462 elem) 4 X = [ 100, 100] 5 M =...

252 4. példa: teljesítmény (performance)

253 Hogyan értelmezzük M-et? Ha T véges (lásd az 1. és 2. példát), M(a)-t mindegyik a T -re külön-külön definiáljuk Ha T -nek sok eleme van (lásd a 3. példát), akkor ez fáradságos Ha T végtelen, akkor nem is lehetséges.

254 Gyakorlatban működő módszer Mindegyik a atomi melléknévre definiáljunk egy M(a) fuzzy halmazt. Használjunk módosítókat a határozószókra. Használjuk a fuzzy halmazok közti műveleteket a logikai kötőszavakra.

Egyváltozós rendezés alapú módosítók Vegyük észre, hogy a szokásos M(legalább a)(x) = sup{m(a)(y) y x} M(legfeljebb a)(x) = sup{m(a)(y) y x} µ L (x, y) = jelöléssel ez éppen azt jelenti, hogy { 1 ha x y, 0 ha x > y, M(legalább a) = L(M(a)) M(legfeljebb a) = L 1 (M(a)).

256 Példa M(a) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 1 2 3 4 5

257 Példa M(legalább a) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 1 2 3 4 5

258 Példa M(legfeljebb a) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 1 2 3 4 5

259 Logikai kötőszavak Legyen (T, S, N) De Morgan hármas. Ekkor M(a és b) = M(a) T M(b) M(a vagy b) = M(a) S M(b) M(nem a) = N M(a)

260 A között módosító M(a és b között) = M ( legalább (a vagy b) és legfeljebb (a vagy b) ) = L ( M(a) S M(b) ) T L 1( M(a) S M(b) )

261 Példa M(a) M(b) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 1 2 3 4 5

262 Példa M(a és b között) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 1 2 3 4 5

263 Más határozószók? Elvben bármilyen más határozószót hozzá adhatunk a G nyelvtanhoz. De hogyan értelmezzük az ezeknek megfelelő szemantikát? Ismét vagy külön-külön, vagy módosítók segítségével. Ismert példák: a fokozó módosító nagyon és a gyengít ő módosító többé-kevésbé

Zadeh-féle megközelítés M(nagyon a)(x) = ( M(a)(x) ) 2 M(többé-kevésbé a)(x) = M(a)(x) Ez a megközelítés túlságosan egyszerűsít.

265 De Cock-féle megközelítés - egy példa