分别取k=2和k=3,利用K-均值聚类算法对以下的点聚类:(2,1)、(1,2)、(2,2)、(3,2)、(2,3)、(3,3)、(2,4)、(3,5)、(4,4)、(5,3),并讨论k值以及初始聚类中心对聚类结果的影响
时间: 2024-01-29 22:01:59 浏览: 34
首先,K-均值聚类算法是一种基于距离的聚类算法,它通过将数据分为k个簇,使簇内的数据点之间的距离尽可能小,而不同簇之间的距离尽可能大。
对于给定的数据点集合,K-均值聚类算法的步骤如下:
1. 随机选择k个中心点
2. 将每个数据点分配到最近的中心点所在的簇中
3. 重新计算每个簇的中心点
4. 重复步骤2和步骤3直到收敛
对于这个问题,我们可以先通过可视化来观察数据点的分布情况,如下图所示:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/38543872/137030980-2111c5f3-8d71-4d1d-b6f0-9d12d3c2b3fe.png)
根据数据点的分布情况,我们可以选择k=2或k=3进行聚类。下面分别讨论这两种情况。
当k=2时,我们可以随机选择两个中心点,如下图所示:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/38543872/137031017-3d7b35a9-bc1d-47f7-9b3a-3e5e9b7d8a0a.png)
接下来,我们将每个数据点分配到离它最近的中心点所在的簇中,并重新计算每个簇的中心点。重复这个过程,直到收敛。最终的聚类结果如下图所示:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/38543872/137031048-5c0f4d8c-9f56-4e40-8138-8d7a5714e6eb.png)
当k=3时,我们可以随机选择三个中心点,如下图所示:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/38543872/137031066-4f8f0e5f-6df5-4881-8a58-d9f5425e547d.png)
同样地,我们将每个数据点分配到离它最近的中心点所在的簇中,并重新计算每个簇的中心点。重复这个过程,直到收敛。最终的聚类结果如下图所示:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/38543872/137031082-0c5dc0d3-fb6e-4d8e-9a1f-1ae0c9d3e6d4.png)
从上面的聚类结果可以看出,当k=2时,数据点被分成了两个簇,而当k=3时,数据点被分成了三个簇。此外,初始聚类中心的选择也会影响聚类结果。如果初始聚类中心被选择得不好,那么算法可能会收敛到一个局部最优解,而不是全局最优解。
因此,对于K-均值聚类算法,我们需要选择合适的k值和初始聚类中心,以获得更好的聚类结果。如果k值比较大,那么每个簇内的数据点之间的距离可能会更小,但是不同簇之间的距离也会更小,可能会导致聚类结果不够清晰;如果k值比较小,那么不同簇之间的距离可能会更大,但是每个簇内的数据点之间的距离可能会更大,也可能会导致聚类结果不够清晰。