可拓创新思维及训练
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2.4 距离和可拓距

2.4.1 经典数学中距离的定义

实数轴上点x与点y之间的距离为

ρxy)=x-y

实数轴上点x与有限区间X0=<ab>注:本书中的区间<a,b>既可表示开区间,也可表示闭区间,还可表示半开半闭区间。之间的距离

“距离”这一基本概念规定了“区间内的点与区间的距离皆为零”。因此,在本质上,规定了“类内即为同”的定性描述,无法表达事物的“量变”和“质变”。

例如,点3和4到区间<1,5>的距离都为0,6到区间<1,5>的距离为1。

2.4.2 可拓距的定义

可拓学为了描述类内事物的区别,规定了点x与区间X0=<ab>之间的可拓距。

<定义2.2>x为实轴上的任一点,X=<ab>为实域上的任一区间,称

为点x与区间X的可拓距。式中,<ab>既可为开区间,也可为闭区间,还可为半开半闭区间。

对实轴上的任一点x0,有

例如,某电动机正常运转对电流范围有一定要求,通常用额定电流<20A,50A>表示这个理想范围。在实际问题中,电流的大小还有一个可接受的范围,如<15A,53A>,在此范围之外,电机才真正不能转动或被烧坏。这两个区间形成一个区间套,点与这两个区间的关系用位值来描述。

下面给出位值的概念。

<定义2.3>X0=<a0b0>,X=<ab>,且X0X,则点x关于区间X0X组成的区间套的位值规定为

DxX0X)=ρxX)-ρxX0) (2-2)

DxX0X)就描述了点xX0X组成的区间套的位置关系。

【例2-1】给定X0=<3,5>,X=<1,9>,求D(2,X0X),D(4,X0X),D(6,X0X),D(10,X0X

解:根据式(2-2)得

【例2-2】给定X0=<3,5>,X=<3,9>,求D(2,X0X),D(6,X0X),D(10,X0X

解:根据式(2-2)得

如上所述,很多实际问题对某些指标的要求都有两个区间:量值符合要求(或理想)的区间和可接受(或质变)的区间。例如,消费者到商店购买一个家电,会在心中预设某个满意的价位区间,如<2000元,2500元>,同时也会预设一个可接受的价位区间,如<2000元,2700元>。某类电动机运行,对电压的要求有最优区间<210V,240V>,也有一个可用的区间<180V,280V>,超出此区间则无法起动或烧毁。医学上有服药量的控制范围;许多现象符合孔子的“中庸之道”,不及则倾,过之则覆。

2.4.3 衡量矛盾程度的关联函数

为了能用公式定量描述矛盾问题的程度,可拓学建立了初等关联函数基本公式,作为关联准则的定量化表示方式。读者可参考可拓学专著深入学习,在此不再详述。

近年来,美国学者弗罗仁汀·司马仁达齐(Florentin Smarandache)建立了多维关联函数的公式,使关联函数的应用更为广泛。读者可参考文献《Generalizations of the Distance and Dependent Functionin Extenics to 2D,3D,and n-D》自行学习,本书不再详述。