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Analyse formelle de concepts

L'analyse formelle de concepts (en anglais Formal Concept Analysis, FCA) s'attache à étudier les concepts lorsqu'ils sont décrits formellement, c'est-à-dire que le contexte et les concepts sont complètement et précisément définis. Elle a été introduite par Rudolf Wille en 1982[1] en tant qu'application de la théorie des treillis (voir treillis de Galois). Elle repose sur les travaux antérieurs de M. Barbut et B. Monjardet[2], sur toute la théorie des treillis[3] et dispose également d'une solide base philosophique[4].

Un concept peut être défini par son intension et son extension : l'extension est l'ensemble des objets qui appartiennent au concept tandis que l'intension est l'ensemble des attributs partagés par ces objets.

Définitions

Un contexte est un triplet où et sont des ensembles et . Les éléments de sont appelés les objets et ceux de les attributs. L'ensemble de couple est considéré comme une relation et est donc noté au lieu de ce qui se dit : « l'objet possède l'attribut ». Les lettres et proviennent de l'allemand Gegenstände et Merkmale.

On définit les opérateurs de dérivation pour et par et . L'ensemble est l'ensemble des attributs partagés par tous les objets de et l'ensemble est l'ensemble des objets qui possèdent tous les attributs de .

Un concept du contexte est un couple où et qui vérifie et . Pour un concept , on dit que est son extension et son intension.

On définit un ordre (partiel) sur les concepts par .

On peut utiliser les opérateurs de dérivation pour construire un concept à partir d'un ensemble d'objets ou d'attributs en considérant les concepts et respectivement. En particulier pour un objet on appelle le concept objet et pour un attribut on appelle le concept attribut .

Exemple

Considérons comme ensemble d'objets les nombres entiers de 1 à 10 : et comme ensemble d'attributs des propriétés mathématiques : .

La relation d'incidence peut être représentée sous forme d'un tableau où les lignes correspondent aux objets et les colonnes correspondent aux attributs.

nombrecomposépairimpairpremiercarré
1 xx
2 xx
3 x x
4 xxx
5 x x
6 xx
7 x x
8 xx
9 xxx
10 xx

On a et . Donc est un concept formel.

Treillis de concepts

Chaque paire de concepts possède une borne inférieure et une borne supérieure uniques. Étant donné les concepts et , leur borne inférieure est et leur borne supérieure est .

Du fait de l'ordre partiel entre les concepts et des bornes, les conditions sont respectées pour construire un treillis de concepts.

Références

  1. Wille, R. (1982) Restructuring lattice theory: an approach based on hierarchies of concepts. In: Rival, I. (ed.) Ordered Sets.445-470. Dordrecht-Boston, Reidel.
  2. M. Barbut & B. Monjardet, Ordre et Classification (2 tomes), Paris, HACHETTE UNIVERSITE, , 176 p.
  3. (en) G. Birkhoff, Lattice theory, American Mathematical Soc., , 418 p. (ISBN 978-0-8218-1025-5, lire en ligne)
  4. A. Arnauld & P. Nicole, La logique ou l'art de penser, Gallimard, , 406 p. (ISBN 978-2-07-072726-1)

Bibliographie

(en) Bernhard Ganter et Rudolf Wille (en), Formal Concept Analysis : Mathematical Foundations, Berlin, Springer Verlag, , 284 p. (ISBN 978-3-540-62771-5)

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