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Anwendungen [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Anwendung findet die Linearisierung unter anderem in der Elektrotechnik und der Regelungstechnik zur näherungsweisen Beschreibung nichtlinearer Systeme durch lineare Systeme. Das Ergebnis einer Netzwerkanalyse ist unter Umständen ein nichtlineares Gleichungssystem. Linearisierung im arbeitspunkt regelungstechnik irt. Dies kann unter gewissen Voraussetzungen in ein lineares Gleichungssystem überführt werden. Nicht die einzige, aber die einfachste Methode der Linearisierung ist die Linearisierung in einem Arbeitspunkt (kurz "AP"). Nur diese ist in den folgenden Abschnitten beschrieben. Linearisierung der Multiplikation [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] In einem Signalflussplan lassen sich komplexe Systeme durch ein Blockbild darstellen, das zur qualitativen Visualisierung von mathematischen Modellen dient. Eine Multiplikation im Signalflussplan ersetzt durch eine Addition (Arbeitspunkte, und wurden zur übersichtlicheren Darstellung weggelassen) Befindet sich in diesem Signalflussplan eine Multiplikationsstelle, so lässt sich diese durch Linearisierung in eine Additionsstelle umwandeln.
Tangente im Video zur Stelle im Video springen (02:27) Für eindimensionale reellwertige Funktionen ist der Graph der Linearisierung g die Tangente an den Graphen von f an der Stelle. Die Funktionsgleichung von g ist somit die entsprechende Tangentengleichung und lautet: Tangentialebene im Video zur Stelle im Video springen (02:57) Wird eine reellwertige Funktion betrachtet, die von zwei Variablen x und y abhängt, so stellt der Graph der Linearisierung g die Tangentialebene an den dreidimensionalen Graphen von f dar. In diesem Fall lautet die Funktionsgleichung von g nämlich: Diese Gleichung stellt eine typische Ebenengleichung dar. Analytische Verfahren - Regelungstechnik - Online-Kurse. Durch Betrachtung der Funktionsgleichung der Linearisierung g wird ersichtlich, dass diese stets genau das Taylorpolynom bis zum linearen Glied darstellt. Linearisierung einer DGL Linearisierung kann auch im Bereich der Differentialgleichungen von Nutzen sein. Häufig ist es nämlich möglich eine DGL (Differentialgleichung) zu linearisieren, um die Auffindung ihrer Lösung dadurch zu vereinfachen.
Zur genaueren Untersuchung eignet sich hingegen der folgende Grenzwert: Durch Einsetzen der Restfunktion r(x) ergibt sich folgender Ausdruck: Differenzierbarkeit im Video zur Stelle im Video springen (02:07) Ist die Funktion f an der Stelle differenzierbar, so existiert der Grenzwert, der in diesem Ausdruck auftaucht. Dieser ist gerade der Differentialquotient bzw. die Ableitung von f an der Stelle. Linearisierung im arbeitspunkt regelungstechnik gmbh. Ist also f an der Stelle differenzierbar, so gilt: Dieser Ausdruck verschwindet genau dann, wenn die Steigung m der Linearisierung g gerade die Ableitung von f an der Stelle ist. Man erhält also zwischen der Linearisierung und der Differenzierbarkeit folgenden Zusammenhang: Eine eindimensionale reellwertige Funktion f lässt sich genau dann um die Stelle linearisieren, wenn sie dort differenzierbar ist. Das ist der Fall, wenn es eine Konstante m gibt, sodass gilt: Häufig zu sehen ist auch eine andere Schreibweise dieser Bedingung, welche man erhält, indem man x durch ersetzt. Dadurch wird aus dem Grenzübergang der Übergang und die gesamte Bedingung lautet: Ist f in differenzierbar, so ist die Konstante m gerade die Ableitung von f an der Stelle.
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