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En matemátiques, los sistemes non lliniales representen sistemes que'l so comportamientu nun ye expresable como la suma de los comportamientos de los sos descriptores. Más formalmente, un sistema físicu, matemáticu o d'otru tipu ye non llinial cuando les ecuaciones de movimientu, evolución o comportamientu que regulen el so comportamientu son non lliniales. En particular, el comportamientu de sistemes non lliniales nun ta suxetu al principiu de superposición, como lo ye un sistema llinial.
En diverses cañes de les ciencies la non linealidad ye la responsable del comportamientos complexos y, frecuentemente, impredictibles o teoría del caos caóticos. La non linealidad frecuentemente apaez amestada a la autointeracción, l'efectu sobre'l mesmu sistema del estáu anterior del sistema. En física, bioloxía o economía la non linealidad de diversos subsistemas ye una fonte de problemes complexos, nes últimes décades l'apaición de los ordenadores dixitales y la simulación numbérica disparó l'interés científicu polos sistemes non lliniales, yá que per primer vegada munchos sistemes pudieron ser investigaos de manera más o menos sistemática.