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一个准模糊图拟阵的新特征

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吴德垠. 一个准模糊图拟阵的新特征[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2018, 40(2): 35-39. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2018.02.006
引用本文: 吴德垠. 一个准模糊图拟阵的新特征[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2018, 40(2): 35-39. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2018.02.006
De-yin WU. The New Character of Quasi-Fuzzy Graph Matroids[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2018, 40(2): 35-39. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2018.02.006
Citation: De-yin WU. The New Character of Quasi-Fuzzy Graph Matroids[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2018, 40(2): 35-39. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2018.02.006

一个准模糊图拟阵的新特征

  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(61374078)
详细信息
    作者简介:

    吴德垠(1955-),男,重庆璧山人,硕士,教授,主要从事模糊拟阵的研究 .

  • 中图分类号: O157;O159

The New Character of Quasi-Fuzzy Graph Matroids

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  • 施引文献:  0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-08
  • 刊出日期:  2018-02-20

一个准模糊图拟阵的新特征

    作者简介: 吴德垠(1955-),男,重庆璧山人,硕士,教授,主要从事模糊拟阵的研究
  • 重庆大学 数学与统计学院,重庆 401331
基金项目:  国家自然科学基金项目(61374078)

摘要: 首先定义模糊拟阵的“元好”概念,并构造了具有“元好”性质的闭模糊拟阵模糊基的结构定理;然后,证明了闭模糊拟阵为准模糊图拟阵的充要条件就是“元好”;最后,用“元好”概念,构建了准模糊图拟阵的又一个模糊基公理.

English Abstract

  • 1996年,文献[1]通过从模糊图产生的模糊图拟阵中提取其特性,定义了“准模糊图拟阵”.在文献[1]中,作者指出了准模糊图拟阵的两个特性“圈好”和“基好”,并找到了用模糊基的“交换性”来描述的准模糊图拟阵的“模糊基公理”[1].本文将定义准模糊图拟阵的第三个特性“元好”,然后,通过“元好”特性来进一步讨论准模糊图拟阵的充要条件和“模糊基公理”.

  • E={x1x2,…,xN}是一个集合,则E上的模糊集,μ是一个映射μE→[0, 1]. E上模糊集的全体记为F(E). ∀μνF(E),有下列概念和记法:

    (1) suppμ={xE|μ(x)>0}称为μ的支撑集;

    (2) 若suppμ=ϕ(空集),则称为模糊空集;

    (3) m(μ)=inf{μ(x)|x∈suppμ},R+(μ)={μ(x)|μ(x)>0};

    (4) ∀r∈[0,1],记Cr(μ)={xE|μ(x)≥r},称为μr-水平割集;

    (5) μν=min{μν}称为μν的交,μν=max{μν}称为μν的并;

    (6) 若∀xE,有μ(x)≤ν(x),则称模糊集μ被包含于模糊集ν中,记为μν.如果μν且存在xE使得μ(x)<ν(x),则称模糊集μ被真包含于模糊集ν中,记为μν.

    容易证明:μν(∀r∈(0,1],都Cr(μ)⊆Cr(ν);

    (7) ∀xE,∀λ∈[0, 1],符号“xλ”表示模糊集.

    许多文献也称“xλ”为“模糊点”或“模糊数”.

    (8) ∀μF(E),∀a∈suppμ,符号“μ\\a”表示模糊集:

    (9) ∀μ1μ2F(E),∀x′∈suppμ2,定义模糊集μ1||μ2e′为:

    (10) 如果∀μF(E),$ \left| \mu \right| = \sum\limits_{x \in E} {\mu \left( x \right)} $称为模糊集μ的势;

    (11) 如果∀μF(E),suppμ={x1x2,…,xk},μ(xi)=λi∈(0,1](∀xi∈suppμi=1,2,…,k),根据模糊集合的分解定理[2]

    定义1[3]  设E={x1x2,…,xN}是非空有限集,IE的子集族.若I满足下列条件:

    (1) ϕI

    (2) 若XIYX,则YI

    (3) 若XYI,|Y|=|X|+1,则有xY\X,使得X∪{x}∈I.

    则称对偶(EI)为E上的一个拟阵,记为M=(EI). ∀XE,如果XI,则称XM的独立集,否则称为M的相关集. M的最大(指集合的势)独立集,称为M的基. M的最小(指集合的势)相关集,称为M的圈.如果CEM的圈,并且|C|=1,则称CM的环.

    定理1[3](增广定理)  设M=(EI)是拟阵,XYI且|X|<|Y|,则存在ZY\X,使得

    定理2[3](基公理)  设E是有限非空集合,BE的非空子集族. B是关于E的一个拟阵的基集(全体基组成的集合)当且仅当B满足下列条件:

    (1) 若B1B2B,则

    (2) 若B1B2BxB1,则存在yB2,使

    定义2[4]  设E={x1x2,…,xN}是非空有限集,lF(E)是一个满足下列条件的非空模糊集族:

    (1) (继承性)若μlνF(E),vμ,则νl

    (2) (交换性)若μνl,|suppμ|<|suppν|,则存在ωl使

    (a) μωμν

    (b) m(ω)≥min{m(μ),m(ν)}.

    则称对偶M=(El)是E上的模糊拟阵,l称为M的独立模糊集族. ∀μF(E),如果μl,则称μM的独立模糊集,否则(即μF(E)\l)称为M的相关模糊集. M的最大(指模糊集合的势)独立模糊集,称为M的模糊基.如果μM的相关模糊集,但∀a∈suppμ都使μ\\al,则称μM的模糊圈[5].如果μM的模糊圈且|suppμ|=1,则称μM的模糊环.

    定理3[4]  设M=(El)是模糊拟阵,∀r∈(0,1],令

    Mr=(EIr)是E上的拟阵.

    定理4[4]  假设和符号同定理3,则有一个有限实数列r0r1<…<rn,使

    (1) r0=0,rn≤1;

    (2) 当0<rrn时,Irϕ;当rrn时,Ir=ϕ

    (3) 若∀st∈(riri+1),则Is=It(0≤in-1);

    (4) 若risri+1tri+2,则IsIt(0≤in-2).

    我们称序列0=r0r1<…<rn≤1为M的基本序列.

    对1≤in,设ri=(ri-1+ri)/2,称子拟阵序列

    M的导出拟阵序列.若Mri=Mri(i=1,2,…,n),则称M是闭模糊拟阵.

    定理5[6]  设M=(El)是模糊拟阵,则M是闭模糊拟阵的充要条件是∀μF(E),都有M的一个模糊基ν,使得μν.

    定义3[1]  设M=(El)是模糊拟阵,0=r0r1<…<rn≤1为M的基本序列,导出拟阵序列为

    其中,1≤inri=(ri-1+ri)/2.如果CEMri(i=1,2,…,n)的任何非环圈,那么C也是Mr1的非环圈,则称M是圈好的模糊拟阵. μν表示M的任何两个模糊基,如果μ=ν⇔suppμ=suppν,则称模糊拟阵M是基好的模糊拟阵.

    定义4[1]  设M=(El)是闭模糊拟阵,而且也是圈好模糊拟阵,则称M是准模糊图拟阵.

    定理6[1]  设M=(El)是闭模糊拟阵,0=r0r1<…<rn≤1为M的基本序列,导出拟阵序列为

    μF(E),则μM的一个模糊基⇔suppμ=Cr1(μ)是Mr1的基,Cri(μ)是Cri-1(μ)在Mri中的极大独立子集(i=1,2,…,n),而且R+(μ)⊆{r1r2,…,rn}.

    定理7[1]  设M=(El)是闭模糊拟阵,B为其模糊基集,则下列论述等价:

    (1) M是基好的;

    (2) ∀μ1μ2B,若suppμ1∩suppμ2ϕ,则对∀e∈suppμ1∩suppμ2,都有μ1(e)=μ2(e);

    (3) M是圈好的.

    定理8[1](准模糊图拟阵的模糊基公理)  设E是有限集,BF(E),则B是某准模糊图拟阵的模糊基集⇔B满足下列条件:

    (1) ∀μ1μ2B,若μ1μ2,则μ1=μ2

    (2) ∀μ1μ2B,都有|suppμ1|=|suppμ2|;

    (3) ∀μ1μ2B,任e∈suppμ1,都有e′∈suppμ2使(μ1\\e)||μ2e′∈B.

  • 受前面定理7中(2)的启发,是否可以通过确定有限非空集合E中每个元素在模糊基中的模糊隶属度来描述准模糊图拟阵的模糊基公理?下面,我们就来讨论这个问题.

    定义5  设M=(El)是模糊拟阵,∀eE,若有M的模糊基μ,使e∈suppμ,令λe=μ(e).如果对M的任意模糊基ν,只要e∈suppν,都有ν(e)=λe,则我们称模糊拟阵M具有元好性.

    根据定理7的(2),很容易得到以下命题:

    命题1  设M=(El)是准模糊图拟阵,则M具有元好性.

    如果M是具有元好性的闭模糊拟阵,那么M的模糊基由其支撑集唯一确定.以下这个定理,可以看作是具有元好性的闭模糊拟阵模糊基结构定理.

    定理9  设M=(El)是一个不含模糊环的具有元好性的闭模糊拟阵,0=r0r1<…<rn≤1为其基本序列,E={e1e2,…,em},则有实数多重(即A中的元素可能有重复)集合A={a1a2,…,am}⊆{r1r2,…,rn}和映射fEA,使对M的任何模糊基μ,都有

      对∀eiE,由于M没有模糊环,因此,必有μl,使ei∈suppμ.又由M是闭模糊拟阵,因此,有M的模糊基ν,使μν.那么,更有ei∈suppν.此时,令ai=ν(ei),由定理6,ai∈{r1r2,…,rn}.这样得到实数多重集合A={a1a2,…,am}⊆{r1r2,…,rn}.再构造映射fEA,使f(ei)=ai(i=1,2,…,m).

    eiE,由元好性知,对M的任何模糊基ν,只要ei∈suppν,都有ν(ei)=f(ei)=ai.

    因此,对M的任何模糊基μ,若suppμ={e1e2,…,eh},都有

    下面,我们利用模糊拟阵的元好性来得到本文的两个主要结论.

    定理10  设M=(El)是一个闭模糊拟阵,则M是准模糊图拟阵⇔M具有元好性.

      必要性就是命题1.为了证明充分性,我们需要证明M具有圈好性.

    设0=r0r1<…<rn≤1为M的基本序列,其导出拟阵序列为

    反证,假设M不具有圈好性.即存在Mri=(EIri)(1<in)的非环圈CE,使C不是Mr1=(EIr1)的非环圈.由于

    因此,C也不能是Mr1的其他模糊相关集,即CIr1.

    根据定理1,可将C扩充为Mr1的基BC.由于CIr1CIri以及IriIr1,因此有k∈{1,2,…,i-1},使当kj(j=1,…,k)时,CIrj,而CIrk+1.又由IriIrk+1CMri的非环圈,因此,C也是Mrk+1的非环圈.

    BC,可取B的在Mr2中的包含C的极大独立子集A2,取A2的在Mr3中的包含C的极大独立子集A3,…,取Ak-1的在Mrk中的包含C的极大独立子集Ak;由于CMrk+1的非环圈,因此,AkCMrk+1中的极大独立子集至少有两个Ak+1′和Ak+1″(Ak+1′≠Ak+1″).分别取Ak+1′和Ak+1″在Mrk+2中的极大独立子集Ak+2′和Ak+2″,…,分别取An-1′和An-1″在Mrn中的极大独立子集An′和An″.构造模糊集:

    由于

    因此

    根据定理6,μ1μ2都是M的模糊基.取eAk+1′\Ak+1″,则根据μ1μ2的构造知

    这是因为eAk+1′\Ak+1″,eCAk.这与M具有元好性矛盾.

    M具有圈好性.即M是准模糊图拟阵.

    下面,我们利用准模糊图拟阵的元好性来得到准模糊图拟阵的有一个新的模糊基公理.

    定理11(准模糊图拟阵的新模糊基公理)  设E是一个非空有限集,ΩF(E),B={suppμE|∀μΩ},则Ω是某个准模糊图拟阵的模糊基集⇔Ω具有下列性质:

    (1) Ωϕ

    (2) ∀μ1μ2Ω,若suppμ1∩suppμ2ϕ,则∀e∈suppμ1∩suppμ2,都μ1(e)=μ2(e);

    (3) ∀B1B2B,都|B1|=|B2|.而且∀xB1,都有yB2,使(B1\{x})∪{y}∈B.

      首先证明必要性.设M=(El)是一个准模糊图拟阵,基本序列为0=r0r1<…<rn≤1,

    为其导出拟阵序列,ΩF(E)是M的模糊基集.

    (1) 由E非空,因此,l非空.由定理5知,Ωϕ.

    (2) 由于准模糊图拟阵具有元好性,因此,∀μ1μ2Ω,若

    则对于∀e∈suppμ1∩suppμ2,都有μ1(e)=μ2(e).

    (3) 由于B={suppμE|∀μΩ},又由导出拟阵序列性质知,B组成Mr1=(EIr1)的基集.由拟阵的基公理和定理3知本定理的(3)成立.

    下面来证明定理的充分性.我们证明Ω满足定理8的3个条件.

    (1) ∀μ1μ2Ω,由已知条件(3)知:

    (2) ∀μ1μ2Ω,若μ1μ2,则由suppμ1⊆suppμ2和|suppμ1|=|suppμ2|知,suppμ1=suppμ2.再由已知条件(2)知,μ1=μ2.

    (3) ∀μ1μ2Ω,∀x∈suppμ1.由已知条件(3),有y∈suppμ2,使得

    因此,必有ωΩ,使suppω=(suppμ1\{x})∪{y}.我们下面证明ω=(μ1\\x)||u2y.

    由suppω=(suppμ1\{x})∪{y}知,ω的支撑集由(μ1\\x)的支撑集和{y}组成.因此,根据已知条件(2),∀e∈suppω,当e∈supp(μ1\\x)时,ω(e)=(μ1\\x)(e);当e=y时,由y∈suppμ2知,

    所以,

    以上证明说明Ω满足定理8的3个条件.即ΩE上某个准模糊图拟阵的模糊基集.

    定理8和定理11的不同,一是定理8强调了元好性[即定理中的(2)],二是将定理8的模糊基交换性[定理8的(3)]改为了普通拟阵的基交换性[定理11中(3)的后半部分].

  • 本文通过定义模糊拟阵的“元好”概念,找到了具有元好性的闭模糊拟阵模糊基结构定理;证明了“元好”是闭模糊拟阵为准模糊图拟阵的充要条件;通过元好性,给出了准模糊图拟阵的又一个模糊基公理.这些结论将丰富模糊拟阵理论,促进准模糊图拟阵的研究.

参考文献 (6)

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