Cardinality

 

 

보통집합의 경우와 같이 퍼지집합에서도 원소의 개수를 이용하여 집합의 크기를 나타낼 수 있다.  예를들어 crisp set A={1,2,3,4} 의 경우 A 의 cardinality |A|=4 이다. 퍼지집합에서는 cardinality를 나타내는 방법이 3가지가 있다.

 

첫째, 퍼지집합 A 에 있는 각 원소의 membership grade 의 합 을 원소의 개수로 하는 방법이 있다.  이것은 scalar cardinality 라고 부른다.

이 방법에 따르면 퍼지집합 "노인"의 크기는 다음과 같다.

둘째, 퍼지집합 A의 크기를 전체집합 X 와 비교하여 나타내는 방법으로서 다음과 같이 나타낼 수 있다.

이것을 relative cardinality 라고 부르며 퍼지집합 "노인" 의 경우에 다음과 같이 계산할 수 있다.

셋째, 집합의 크기를 퍼지집합(퍼지숫자)으로 나타낸 것이다. 이것을 fuzzy cardinality 라 부르는데 이때 |A|은 퍼지집합으로 표현된다.

 

퍼지집합 A 의 α-수준집합(crisp set) 를 구해보자.   의 원소의 개수는 || 가 된다.  바꾸어 말하면 퍼지집합 A 에서 원소의 개수가 || 가 될 가능성은 α 가 된다.  따라서, 우리가 구하고자 하는 퍼지집합(fuzzy cardinality) |A| 의 소속함수는 다음과 같이 정의될 수 있다.

이것은 퍼지집합 A 에서 도다른 퍼지집합 |A| 를 확장한 셈이다.  예를 들어서 집합 "노인" 의 크기를 퍼지집합으로 나타내면 다음과 같이 된다.

우리는 이 집합으로부터 다음과 같은 해석을 할 수 있다.  퍼지집합 "노인" 을 α=0.1 에서 절단하면 수준집합에서의 원소는 5 개가 되고, α=0.2 에서 절단하면 원소가 4개, α=0.6 에서는 원소가 3개, α=1 에서는 2개가 된다.  좀더 구체적으로 α=0.1 일 때는 예로 하면 집합 "노인"을 α=0.1 에서 절단하면 이때 만들어지는 수준집합은 다음과 같이 된다.

퍼지집합의 예

원소(나이)

유아

젊은이

성인

노인

5

0

0

0

0

15

0

0.2

0.1

0

25

0

1

0.9

0

35

0

0.8

1

0

45

0

0.4

1

0.1

55

0

0.1

1

0.2

65

0

0

1

0.6

75

0

0

1

1

85

0

0

1

1