Nichtlinearität        zurück ]      [ Stichworte ]      [ Literatur ]      [ Die Hyper-Bibliothek ]      [ Systemtheorie ]         [ Meine Bücher ]
 

Als nicht-linear bezeichne ich in einer spezifischen Differenz zu linear, was ich nicht sinnvoll als Linie verbinden kann, weil die jeweilige Funktion Wertebereiche unterscheidet.

 
 f(x) = 

 -1, falls x < 0
  0, falls x = 0
  1, falls x < 1

in diesem Fall hat 0 eine eindeutige Zuordnung


 
 

 
 f(x) = 

   0, falls x = 1        
   8, falls x = 2
 15, falls x =3

in diesem Fall ist unklar, wie die Funktion zu lesen ist. Es können 3 separate Funktionen sein oder eine Funktion, die durch drei Messstellen charakterisiert wird. Je nachdem würde eine Linie als Graph Sinn machen oder eben nicht.
 
 
 


 f(x) =  


   1 / x
 

in diesem Fall ist x = 0 nicht definiert, hat also keine Ausprägung im Wertebereich, so dass eine Linie keinen Sinn machen würde.
 
 


Umgangssprachlich (oder metaphorisch) beziehe ich mich auch auf andere Differenzen:

  • Oft wird nichtlinear auch mit exponentiell gleichgesetzt. Exponentielle Kurven haben aber lineare Ableitungen
     
  • Als Nichtlinearität bezeichne ich die Eigenschaft einer Funktion, für die ich keine Formel finden kann. In diesem Sinne verwende ich nichtlinear synonym zu Komplexität
     

Für nichtlineare Systeme gilt das Superpositionsprinzip nicht. Das heisst, ich kann von mehreren mir bekannten Input-Output-Paaren nicht auf ein beliebiges weitere Paar schliessen. Es gibt keine allgemeine Methode zur Analyse nichtlinearer Systeme.

Unter statischen nichtlinearen Systemen versteht man solche, die ohne Zeitverzögerung auf einen Systemreiz reagieren. Zum Beispiel wird die Diode im Allgemeinen (Ausnahme etwa bei schnellen Schaltvorgängen) als statisches Bauteil angesehen. Ihre Spannung-Strom-Kennlinie folgt einer Exponentialfunktion; sie wird in verschiedenen Anwendungen idealisiert als stückweise linear behandelt, bleibt aber im systemtheoretischen Sinne nichtlinear. Statische Systeme können durch eine statische Kennlinie beschrieben werden, wie sie in den Abbildungen gezeigt werden. → Hauptartikel: Dynamisches System Unter dynamischen nichtlinearen Systemen versteht man solche, die auch Speicherelemente und damit ein „Gedächtnis“ besitzen. Dadurch wird die Systemantwort nicht vom augenblicklichen Wert des Systemreizes allein bestimmt. Sie hängt auch von der Vorgeschichte, also von der Stärke der vorangehenden Erregung ab.[2] lineares System


 
[wp]