La linealidad es una propiedad del sistema que se caracteriza por una relación directa de entrada-salida, que combina homogeneidad y aditividad.

La homogeneidad dicta que si una entrada x(t) se multiplica por una constante c, la salida y(t) se multiplica por la misma constante. Matemáticamente, esto se expresa como:

La aditividad significa que la respuesta a la suma de múltiples entradas es la suma de sus respuestas individuales. Para las entradas x_1(t) y x_2(t) que producen salidas y_1(t) y y_2(t), respectivamente:

Al combinar la homogeneidad y la aditividad se obtiene la ecuación de un sistema lineal:

Los sistemas lineales incluyen circuitos con resistencias, condensadores e inductores que se adhieren al principio de superposición. Por el contrario, los sistemas que no obedecen la ecuación de linealidad se clasifican como no lineales, como los rectificadores y los diodos.

Un sistema causal es aquel en el que la respuesta actual es independiente de los valores de entrada futuros. Por ejemplo, el movimiento de un automóvil no puede predecir las acciones de conducción futuras, lo que lo convierte en un sistema causal. Por el contrario, los sistemas no causales, como los filtros ideales, no se pueden realizar físicamente porque no siguen el principio de causalidad.

Los sistemas dinámicos presentan memoria, donde la salida depende de las entradas pasadas y presentes. Un ejemplo es un circuito eléctrico con capacitores o inductores, donde la salida actual está influenciada por las entradas pasadas. Los sistemas estáticos, también conocidos como sistemas sin memoria o instantáneos, tienen salidas basadas únicamente en la entrada actual, como un circuito simple con resistencias donde la tensión de salida es una función directa de la tensión de entrada actual.

Comprender estas propiedades (linealidad, causalidad y memoria) es esencial para analizar y diseñar sistemas en varios campos de la ingeniería.