ULTRA BULANIK ESNEK SÜZGEÇLER

Bu bölümde bir ultra bulanık esnek süzgeç kavramı tanımlanacak ve önemli sonuçları elde edilecektir. Bunu yanı sıra bir bulanık esnek kümenin dayanağı tanımı verilerek ultra bulanık esnek süzgeçler ile klasik anlamdaki ultra süzgeçler arasındaki ilişki araştırılacaktır.

Tanım 5.3.1. 𝑋 üzerindeki bir ℱ bulanık esnek süzgecinden daha ince bir bulanık esnek

süzgeç yok ise ℱ bulanık esnek süzgecine bir ultra bulanık esnek süzgeç denir. Ayrıca, 𝑋 kümesi üzerindeki {ℱ𝑖}𝑖∈𝛬 bulanık esnek süzgeçler ailesi daha kaba olma bağıntısına göre kısmi sıralı olduğundan {ℱ_𝑖}_𝑖∈𝛬 ailesi içindeki maksimal elemanlar ultra bulanık esnek süzgeçlerdir.

Teorem 5.3.2. Bir 𝑋 kümesi üzerindeki her ℱ bulanık esnek süzgecinden daha ince olan bir ultra bulanık esnek süzgeç vardır.

İspat. ℱ den daha ince olan 𝑋 üzerindeki tüm bulanık esnek süzgeçlerin kümesi Ω olsun.

Bu küme daha kaba olma bağıntısına göre kısmi sıralıdır. Şimdi, bir {ℱ_𝑖 | 𝑖 ∈ 𝛬} ⊆ Ω

zinciri alalım. Bu takdirde ⋃ _𝑖∈𝛬ℱ_𝑖, 𝑋 üzerinde bir bulanık esnek süzgeçtir ve {ℱ_𝑖 | 𝑖 ∈ 𝛬} alt kümesinin bir üst sınırıdır. Zorn Lemma dan Ω kümesi bir 𝒢 maksimal

elemana sahiptir. Böylece 𝒢, ℱ yi içeren bir ultra bulanık esnek süzgeçtir.

Lemma 5.3.3. 𝒜 ⊂ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) olsun. 𝒜 ailesi sonlu arakesit özelliğine sahip ise 𝑋 üzerinde 𝒜 ⊆ ℱ özelliğine sahip bir ℱ bulanık esnek süzgeci vardır.

İspat. 𝒜 ailesinin tüm sonlu arakesitlerinden oluşan aile 𝛥(𝒜) ve 𝛥(𝒜) ya ait herhangi

bir bulanık esnek kümeyi kapsayan tüm bulanık esnek kümelerin oluşturduğu aile de ℱ olsun. Buradan ℱ nin 𝒜 yı içeren bir bulanık esnek süzgeç olduğu kolaylıkla gösterilir.

Teorem 5.3.4. ℱ, 𝑋 üzerinde bir bulanık esnek süzgeç olsun. Bu takdirde, aşağıdaki özellikler sağlanır.

(i) ℱ nin 𝑋 üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeç olması için gerek ve yeter koşul her 𝑓 ∈ ℱ için 𝑓 ⊓ 𝑔 = ∅̃ olacak şekildeki her 𝑔 ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) bulanık esnek kümesinin ℱ ye ait olmasıdır.

(ii) ℱ, 𝑋 üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeç ve 𝑓₁⊔ 𝑓₂ ∈ ℱ ise ya 𝑓₁ ∈ ℱ ya da 𝑓2 ∈ ℱ dir.

(iii) ℱ, 𝑋 üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeç ise her 𝑓 ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) için ya 𝑓 ∈ ℱ ya da 𝑓𝑐 ∈ ℱ dir.

İspat. (i) ℱ, 𝑋 üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeç ve her 𝑓 ∈ ℱ için 𝑓 ⊓ 𝑔 = ∅̃ olacak şekilde bir 𝑔 ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) olsun. 𝒢 = ℱ ∪ {𝑔} ailesinin sonlu arakesit özelliğine sahip olduğu kolayca görülebilir. Lemma 5.3.3 den 𝒢 ⊆ ℋ olacak şekilde 𝑋 üzerinde bir ℋ bulanık esnek süzgeci vardır. ℱ nin maksimalliğinden ℱ = ℋ bulunur. Böylece 𝑔 ∈ ℱ elde edilir.

Tersine, her 𝑓 ∈ ℱ için 𝑓 ⊓ 𝑔 = ∅̃ olacak şekildeki her 𝑔 bulanık esnek kümesi ℱ ye ait olsun. ℱ ⊆ 𝒢 olacak şekilde bir 𝒢 bulanık esnek süzgeç olduğunu kabul edelim. O halde ℎ ∈ 𝒢 ve ℎ ∉ ℱ olacak şekilde bir ℎ ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) vardır. 𝑓 ∈ ℱ ise bu durumda 𝑓, ℎ ∈ 𝒢 ve dolayısıyla 𝑓 ⊓ ℎ ≠ ∅̃ sağlanır. Buradan, ℎ ∈ ℱ çelişkisi elde edilir.

(ii) 𝑓₁, 𝑓₂ ∉ ℱ olduğunu kabul edelim ve 𝑓 = 𝑓₁⊔ 𝑓₂ ∈ ℱ olsun. Özellik (i) gereğince 𝑓1⊓ 𝑔1 = 𝑓2⊓ 𝑔2 = ∅̃ olacak şekilde 𝑔1, 𝑔2 ∈ ℱ vardır. 𝑔 = 𝑔1⊓ 𝑔2 ise bu durumda

𝑔 ∈ ℱ ve 𝑓 ⊓ 𝑔 = ∅̃ elde edilir. Bu ise 𝑓 ∉ ℱ çelişkisine neden olur.

(iii) 𝑓 ∉ ℱ ve 𝑓𝑐 ∉ ℱ olduğunu kabul edelim. Özellik (i) den 𝑔 ⊓ (𝑓 ⊔ 𝑓𝑐) = ∅̃ olacak şekilde bir 𝑔 ∈ ℱ vardır. 𝑔 ≠ ∅̃ olduğundan en az bir 𝑒 ∈ 𝐸 ve 𝑥 ∈ 𝑋 için 𝑔(𝑒)(𝑥) ≠ 0 sağlanır. Diğer yandan, 𝑓(𝑒)(𝑥) ∨ 𝑓𝑐_{(𝑒)(𝑥) ≠ 0 olduğundan}

𝑔(𝑒)(𝑥) ∧ (𝑓(𝑒)(𝑥) ∨ 𝑓𝑐(𝑒)(𝑥)) ≠ 0 çelişkisi elde edilir.

Tanım 5.3.5. ℱ, 𝑋 üzerinde bir bulanık esnek süzgeç olsun. ⨅{𝑓 | 𝑓 ∈ ℱ} = ∅̃ ise bu ℱ bulanık esnek süzgecine bir serbest bulanık esnek süzgeç denir.

Teorem 5.3.6. Her ℱ ultra bulanık esnek süzgeci bir serbest bulanık esnek süzgeçtir.

İspat. ⨅{𝑓 | 𝑓 ∈ ℱ} ≠ ∅̃ olduğunu kabul edelim. Bu durumda bir 𝑒𝑥𝛼 ∈̃ ⨅{𝑓 | 𝑓 ∈ ℱ} bulanık esnek noktası vardır. Şimdi, 𝜆 < 𝛼 olacak şekilde bir 𝑒_𝑥𝜆 bulanık esnek noktası

alınsın. Her 𝑓 ∈ ℱ için 𝑒_𝑥𝜆⊓ 𝑓 ≠ ∅̃ olduğundan Teorem 5.3.4 (i) gereğince 𝑒_𝑥𝜆∈ ℱ dir.

Böylece 𝛼 ≤ 𝜆 çelişkisi elde edilir.

Teorem 5.3.7. 𝜑_𝜓 ∶ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) → 𝐹𝑆(𝑌, 𝐾) bir bulanık esnek dönüşüm ve ℬ, 𝑋 üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeç tabanı olsun. Bu takdirde,

ℬ∗ = {𝜑𝜓(𝑓) | 𝑓 ∈ ℬ} 𝑌 üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeç tabanıdır.

İspat. Öncelikle, ℬ∗ _{ın 𝑌 üzerinde bir bulanık esnek süzgeç tabanı olduğunu gösterelim.} (B1) ℬ∗ _{≠ ∅ ve ∅̃ ∉ ℬ}∗ _{olduğu açıktır.}

(B2) 𝜑_𝜓(𝑓1), 𝜑𝜓(𝑓2) ∈ ℬ∗ olsun. Bu durumda 𝑓3 ⊑ 𝑓1⊓ 𝑓2 olacak şekilde bir 𝑓3 ∈ ℬ vardır. Buradan 𝜑_𝜓(𝑓₃) ⊑ 𝜑_𝜓(𝑓₁) ⊓ 𝜑_𝜓(𝑓₂) elde edilir. Böylece ℬ∗_{, 𝑌 üzerinde bir} bulanık esnek süzgeç tabanıdır.

ℬ∗ ile üretilen 𝑌 üzerindeki bulanık esnek süzgeç ℱ∗ olsun. Şimdi ℱ∗ ın bir ultra bulanık esnek süzgeç olduğunu gösterelim. ℱ∗_{⊂ 𝒢 olacak şekilde 𝑌 üzerinde başka bir bulanık} esnek süzgeç olduğunu varsayalım. Bu durumda, 𝑔 ∈ 𝒢 ve 𝑔 ∉ ℱ∗ _{olacak şekilde bir} 𝑔 ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) vardır. ℬ ile üretilen 𝑋 üzerindeki ultra bulanık esnek süzgeç ℱ olsun. 𝑓 ∈ ℱ ise bir ℎ ∈ ℬ için ℎ ⊑ 𝑓 dir. Buna göre, 𝜑𝜓(ℎ) ⊓ 𝑔 ≠ ∅̃ olduğundan 𝜑𝜓(ℎ)(𝑘)(𝑦) > 𝛼 ve 𝑔(𝑘)(𝑦) > 𝛼 olacak şekilde en az bir 𝑘 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝑌 ve 𝛼 > 0 vardır. 𝜑𝜓(ℎ) ın tanımından 𝜓(𝑒) = 𝑘, 𝜑(𝑥) = 𝑦 ve ℎ(𝑒)(𝑥) > 𝛼 olacak şekilde en az bir 𝑒 ∈ 𝐸 ve 𝑥 ∈ 𝑋 vardır. Buradan, aşağıdaki eşitsizlik elde edilir:

𝛼 < min{ℎ(𝑒)(𝑥), 𝑔(𝜓(𝑒))(𝜑(𝑥))} = min{ℎ(𝑒)(𝑥), 𝜑_𝜓−1(𝑔)(𝑒)(𝑥)}

= (ℎ ⊓ 𝜑_𝜓−1(𝑔)) (𝑒)(𝑥)

≤ (𝑓 ⊓ 𝜑_𝜓−1(𝑔)) (𝑒)(𝑥).

Böylece, her 𝑓 ∈ ℱ için 𝑓 ⊓ 𝜑_𝜓−1_{(𝑔) ≠ ∅̃ sağlanır. Teorem 5.3.4 (i) den 𝜑}

𝜓−1(𝑔) ∈ ℱ ve buradan da bir 𝑔1 ∈ ℬ için 𝑔1 ⊑ 𝜑𝜓−1(𝑔) bulunur. O halde, 𝜑𝜓(𝑔1) ⊑ 𝑔 ve 𝜑𝜓(𝑔1) ∈ ℬ∗ olduğundan 𝑔 ∈ ℱ∗

Uyarı 5.3.8. 𝑋 boştan farklı bir küme, 𝐸 parametrelerin bir kümesi ve 𝐴 ⊆ 𝑋 olsun. 𝐴

üzerindeki bulanık esnek kümelerin ailesi,

𝐹𝑆(𝐴, 𝐸) = {𝑓 ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) | ℎ𝑒𝑟 𝑒 ∈ 𝐸 𝑣𝑒 ℎ𝑒𝑟 𝑥 ∈ 𝑋 − 𝐴 𝑖ç𝑖𝑛 𝑓(𝑒)(𝑥) = 0} biçiminde ifade edilebilir.

Tanım 5.3.9. 𝑋 boştan farklı bir küme, 𝐸 parametrelerin bir kümesi ve 𝐴 ⊆ 𝑋 olsun. 𝜒_𝐴, 𝐴 nın bir karakteristik fonksiyonu olmak üzere, her 𝑒 ∈ 𝐸 için

𝜒̃(𝑒) = 𝜒_{𝐴 𝐴}

şeklinde tanımlanan 𝜒̃ ∶ 𝐸 → 𝐼_𝐴 𝑋 _{dönüşümü 𝐴 üzerinde bir bulanık esnek kümedir (Neog} ve diğ. 2012).

Lemma 5.3.10. Boştan farklı bir 𝑋 kümesinin 𝐴 ve 𝐵 alt kümeleri olsun. Bu durumda, (i) 𝜒̃ ⊓ 𝜒𝐴 ̃ = 𝜒𝐵 ̃ . 𝐴∩𝐵

(ii) 𝜒̃ ⊔ 𝜒_𝐴 ̃ = 𝜒_𝐵 ̃ . _𝐴∪𝐵 (iii) (𝜒̃)_𝐴 𝑐 _{= 𝜒}

𝐴𝑐

̃ .

İspat. Tanım 5.3.9 dan açıktır.

Teorem 5.3.11. ℱ, 𝑋 üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeç, 𝐴 ⊆ 𝑋 ve her 𝑒 ∈ 𝐸, 𝑥 ∈ 𝑋 − 𝐴 için 𝑓∗(𝑒)(𝑥) = 0 olacak şekilde bir 𝑓∗ _{∈ ℱ olsun. Her 𝑓 ∈ ℱ için} 𝑓_𝐴 = 𝑓 ⊓ 𝜒̃ olmak üzere, _𝐴

ℱ_𝐴 = {𝑓_𝐴 | 𝑓 ∈ ℱ} ailesi 𝐴 üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeçtir.

İspat. Öncelikle ℱ_𝐴 nın 𝐴 üzerinde bir bulanık esnek süzgeç olduğunu gösterelim.

(S1) ∅̃ ∈ ℱ𝐴 olduğunu kabul edelim. O halde bir 𝑓 ∈ ℱ için 𝑓 ⊓ 𝜒̃ = ∅𝐴 ̃ olur. Buradan 𝑓 ⊓ 𝑓∗ = ∅̃ ∈ ℱ çelişkisine ulaşılır.

(S2) 𝑓𝐴, 𝑔𝐴 ∈ ℱ𝐴 olsun. Bu takdirde, 𝑓, 𝑔 ∈ ℱ ve buradan da 𝑓 ⊓ 𝑔 ∈ ℱ bulunur. Buna göre, (𝑓 ⊓ 𝑔)_𝐴 = 𝑓_𝐴 ⊓ 𝑔_𝐴 olduğundan 𝑓_𝐴⊓ 𝑔_𝐴 ∈ ℱ_𝐴 sağlanır.

(S3) 𝑓_𝐴 ∈ ℱ_𝐴 olsun. 𝑓_𝐴 ⊑ 𝑔 koşulunu sağlayan bir 𝑔 ∈ 𝐹𝑆(𝐴, 𝐸) alınsın. 𝑓 yi içeren bir ℎ ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) bulanık esnek kümesi, her 𝑒 ∈ 𝐸 ve 𝑥 ∈ 𝑋 için

ℎ(𝑒)(𝑥) = {𝑔(𝑒)(𝑥), 𝑥 ∈ 𝐴 1, 𝑥 ∉ 𝐴

şeklinde tanımlansın. Bu durumda, ℎ ∈ ℱ ve 𝑔 = ℎ_𝐴 ∈ ℱ_𝐴 elde edilir.

Şimdi ise ℱ𝐴 nın 𝐴 üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeç olduğunu gösterelim. Her 𝑓_𝐴 ∈ ℱ_𝐴 için 𝑓_𝐴 ⊓ 𝑔 ≠ ∅̃ olacak şekilde bir 𝑔 ∈ 𝐹𝑆(𝐴, 𝐸) olsun. Bir ℎ ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) bulanık esnek kümesi, her 𝑒 ∈ 𝐸 ve 𝑥 ∈ 𝑋 için

ℎ(𝑒)(𝑥) = {𝑔(𝑒)(𝑥), 𝑥 ∈ 𝐴 1, 𝑥 ∉ 𝐴

olarak tanımlansın. Her 𝑓 ∈ ℱ için 𝑓 ⊓ ℎ ≠ ∅̃ olduğundan Teorem 5.3.4 (i) gereğince ℎ ∈ ℱ ve buradan da 𝑔 = ℎ_𝐴 ∈ ℱ_𝐴 sağlanır. Böylece Teorem 5.3.4 (i) den istenilen sonuç elde edilir.

Tanım 5.3.12. 𝑓 ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) olsun. Bu takdirde,

𝑠𝑢𝑝𝑝(𝑓) = {𝑥 ∈ 𝑋 | 𝑓(𝑒)(𝑥) > 0, ∀𝑒 ∈ 𝐸} ailesine 𝑓 bulanık esnek kümesinin dayanağı denir.

Örnek 5.3.13. 𝑋 = {𝑥1, 𝑥2, 𝑥3} ve 𝐸 = {𝑒1, 𝑒2} olsun. O halde,

𝑓 = {(𝑒₁, {𝑥₁⁄ , 𝑥0 2⁄0,3, 𝑥3⁄0,2}), (𝑒2, {𝑥1⁄0,1, 𝑥2⁄0,4, 𝑥3⁄ })} 0 bulanık esnek kümesi için 𝑠𝑢𝑝𝑝(𝑓) = {𝑥₂} dir.

Tanım 5.3.14. ℱ, 𝑋 üzerinde bir bulanık esnek süzgeç ve 𝐴 ⊆ 𝑋 olsun. 𝐴 = 𝑠𝑢𝑝𝑝(𝑓)

olacak şekildeki her 𝑓 ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) için 𝑓 ∈ ℱ oluyorsa 𝐴 alt kümesine ℱ tarafından içerilir denir ve bu durum 𝐴 ⊢ ℱ ile gösterilir.

Teorem 5.3.15. ℱ, 𝑋 üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeç ise her 𝐴 ⊆ 𝑋 için ya 𝐴 ⊢ ℱ ya da 𝐴𝑐 _{⊢ ℱ dir.}

İspat. Her 𝐴 ⊆ 𝑋 için 𝐴 ⊬ ℱ ve 𝐴𝑐 _{⊬ ℱ olduğunu kabul edelim. 𝐴 ⊬ ℱ ise 𝐴 = 𝑠𝑢𝑝𝑝(𝑓)}

𝐴𝑐 = 𝑠𝑢𝑝𝑝(𝑔) olacak şekildeki bir 𝑔 ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) için 𝑔 ∉ ℱ bulunur. Teorem 5.3.4 (i)

den 𝑓, 𝑔 ∉ ℱ ise 𝑓 ⊓ ℎ₁ = ∅̃ ve 𝑔 ⊓ ℎ₂ = ∅̃ olacak şekilde ℎ₁, ℎ₂ ∈ ℱ vardır. Buna göre 𝐴 = 𝑠𝑢𝑝𝑝(𝑓) olduğundan her 𝑥 ∈ 𝐴 ve 𝑒 ∈ 𝐸 için ℎ₁(𝑒)(𝑥) = 0 olur. Ayrıca 𝐴𝑐 = 𝑠𝑢𝑝𝑝(𝑔) olduğundan her 𝑥 ∈ 𝐴𝑐 ve 𝑒 ∈ 𝐸 için ℎ2(𝑒)(𝑥) = 0 dır. Bu ise ℎ₁ ⊓ ℎ₂ = ∅̃ ∈ ℱ çelişkisine neden olur.

Teorem 5.3.16. ℱ, 𝑋 üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeç olsun. Bu durumda ℱ𝑖 = {𝑠𝑢𝑝𝑝(𝑓) | 𝑓 ∈ ℱ} ailesi 𝑋 üzerinde bir ultra süzgeçtir.

İspat. 𝐴 ⊆ 𝑋 olsun. Bu durumda ya 𝐴 ∈ ℱ𝑖 _{ya da 𝐴}𝑐 _{∈ ℱ}𝑖 _{olduğunu gösterelim. ℱ, 𝑋} üzerinde bir ultra bulanık esnek süzgeç olduğundan Teorem 5.3.15 gereğince ya 𝐴 ⊢ ℱ ya da 𝐴𝑐 _{⊢ ℱ dir. 𝐴 ⊢ ℱ ise 𝐴 = 𝑠𝑢𝑝𝑝(𝑓) olacak şekildeki her 𝑓 ∈ 𝐹𝑆(𝑋, 𝐸) için 𝑓 ∈ ℱ} olur. O halde ℱ𝑖 nin tanımından 𝐴 ∈ ℱ𝑖 elde edilir. Benzer şekilde 𝐴𝑐 ∈ ℱ𝑖 bulunur. Böylece ℱ𝑖_{, 𝑋 üzerinde bir ultra süzgeçtir.}