Neste trabalho apresentamos condições suficientes para a existência de gráficos de curvatura média constante (CMC) com bordo em dois planos paralelos. Também são feitas estimativas para a altura de superfícies CMC com vetor normal orientado para fora limitadas por um cilindro ou horocilindro. / In this work we present su cient existence conditions for constant mean curvature (CMC) graphs with boundary in two parallel planes. We also make height estimates for outwards-oriented CMC surfaces bounded by a cylinder or horocylinder.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Deduzimos uma estimativa interior do gradiente para a equaÃÃo da curvatura mÃdia para grÃficos de Killing em variedades riemanianas inspirado na tÃcnica de pertubaÃÃes normais devido a N. Korevaar. / We deduce an interior gradient estimate for the mean curvature equation for Killing graphs in Riemannian manifolds inspired by the normal perturbation technique due to N. Korevaar.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Esse trabalho à baseado no artigo On the geometry of horospheres [4]. Nosso objetivo à estudar condiÃÃes geomÃtricas que garantam que uma hipersuperfÃcie completa e orientÃvel imersa no espaÃo hiperbÃlico deve ser uma horoesfera. AlÃm disso, apresentamos um resultado que classifica as hipersuperfÃcies imersas no espaÃo hiperbÃlico tais que certas funÃÃes auxiliares da imersÃo correspondente sejam linearmente dependentes. / This work is based on the paper On the geometry of horospheres[4]. Our goal is to study geometric conditions which ensure that a complete and orientable hypersurface immersed in a hyperbolic space must be a horosphere. We also present a result that classifies immersed hypersurfaces in hyperbolic space, such that two natural functions attached to the corresponding immersion are linearly dependent.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O objetivo desta dissertaÃÃo à apresentar uma demonstraÃÃo para uma desigualdade pontual, denominada conjectura da curvatura escalar normal, a qual à vÃlida para subvariedades n-dimensionais, Mn, imersas isometricamente em formas espaciais Nn+m(c) de curvatura seccional constante c. / In this work we present a proof of the Normal Scalar Curvature Conjecture for submanifolds Mn, isometrically immersed into space forms Nn+m(c) of constant sectional curvature c.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Nesta dissertaÃÃo fazemos um estudo de geometria das superfÃcies isometricamente imersas numa forma espacial tridimensional impondo algumas condiÃÃes sobre as curvaturas mÃdia e gaussiana. Se a curvatura à nÃo positiva prova-se que a superfÃcie à uma esfera, um produto de cÃrculos ou um cilindro. TambÃm à provado que se uma superfÃcie localmente H-deformÃvel à um toro, entÃo sua curvatura mÃdia à constante. / In this dissertation we study the geometry of surfaces isometrically immersed in a 3-dimensional space form imposing some conditions on its mean and gaussian curvature. If the gaussian curvature is non-positive we prove that the surface is a sphere, a product of circles or a cylinder. It is also proved that if a surface locally H-deformable is a torus; then it mean curvature is constant.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Consideraremos F(N x R) o conjunto das H-hipersuperfÃcies fechadas M tal que M &#1057; N x R, onde N Ã uma variedade riemanniana simplesmente conexa com curvatura seccional limitada superiormente (KN &#8804; -k2 < 0). A partir daÃ, com o auxÃlio do Teorema de ComparaÃÃo do Hessiano mostraremos algumas desigualdades para estas subvariedades M &#1057; N x R com curvatura mÃdia constante HM. / Consider F(N x R) the set of closed hypersurfaces M such that M C N x R) where N is a simply connected riemannian manifold with sectional curvature bounded above (KN &#8804; -k2 < 0). Thereafter, with the aid of Hessian Comparison Theorem we show some inequalities for these submanifolds M &#1057; N x R with constant mean curvature HM.

Neste trabalho, estabelecemos uma equação que relaciona a curvatura de Ricci de uma variedade riemanniana M e as segundas formas fundamentais de duas folheações ortogonais de dimensões complementares, F e F, definidas em M. Usando essa equação, encontramos uma estimativa da curvatura média da folheação F e uma condição necessária e suficiente para que tal folheação seja totalmente geodésica. Mostramos também uma condição suficiente para que M seja localmente um produto riemanniano das folhas de F e F, se uma das folheações for totalmente umbílica. Por fim, provamos ainda uma fórmula integral válida para tais folheações. / In this work, we and an equation that relates the Ricci curvature of a riemannian manifold M and the second fundamental forms of two orthogonal foliations of complementary dimensions, F and F, defined on M. Using this equation, we and an estimate of the mean curvature of the foliation F and a necessary and suficient condition for the foliation F to be totally geodesic. We also show a suficient condition for the manifold M to be locally a riemannian product of the leaves of F and F, if one of the foliations is totally umbilical. Finally, we also prove an integral formula for such foliations.

We adress an obstacle problem for (graphical) mean curvature flow with Dirichlet boundary conditions. Using (an adapted form of) the standard implicit time-discretization scheme we derive the existence of distributional solutions satisfying an appropriate variational inequality. Uniqueness of this flow and asymptotic convergence towards the stationary solution is proven.

[pt] A geometria diferencial provê um conjunto de medidas invariantes sob a ação de um grupo de transformações, em particular rígidas, afins e projetivas. Os invariantes por transformações rígidas são usados em quase todas as aplicações de computação gráfica e modelagem geométrica. O caso afim, por ser mais geral, permite estender essas ferramentas. Neste trabalho, propriedades geométricas são apresentadas no caso de superfícies paramétricas ou implícitas, em particular, a métrica afim, os vetores co-normal e normal afins e as curvaturas Gaussiana e média afins. Alguns resultados usuais de geometria Euclidiana, como a fórmula de Minkowski, são estendidos para o caso afim. Esse estudo permite definir estimadores das estruturas afins no caso de isossuperfícies. Porém, um cálculo direto dessas estruturas resulta em um grande número de operações e instabilidade numérica. Uma redução geométrica é proposta, obtendo fórmulas mais simples e mais estáveis numericamente. As propriedades geométricas incorporadas no Marching Cubes são analisadas e discutidas. / [en] Differential Geometry provides a set of measures invariant under a set of transformations, in particular rigid, affine, and projective. The invariants by rigid motions are using almost all applications of computer graphics and geometric modeling. The affine case, since it is more general, allows to extend these tools. In this work, geometric properties are presented in the case of parametric or implicit surfaces, in particular the affine metric, the conormal and normal vectors, and the affine Gaussian and mean curvatures. Some usual results of Euclidean geometry, as the Minkowski formula, are extended for the affine case. This study allows to define estimators of affines structure in the case of isosurfaces. Although, the direct calculation of these structures greatly increases the number of operations and numerical instabilities. A geometrical reduction is proposed obtaining a much simpler and numerical stabler formulae. The geometrical properties are incorporated in the Marching Cubes algorithms, then they are analyzed and discussed.

Cette thèse s'inscrit dans l'étude des sous-variétés minimales et à courbure moyenne constante et de l'influence de la géométrie de la variété ambiante sur les solutions de ce problème.Dans le premier chapitre, en suivant les idées de F. Almgren, on propose une généralisation de la notion d'hypersurface de courbure moyenne constante à toutes codimensions. En dimension n-k on définie les sous-variétés à courbure moyenne constante comme les points critiques de la fonctionnelle de k-volume des bords des variétés minimales de dimension k+1. On prouve l'existence dans une variété riemannienne compacte de dimension n de sous-variétés à courbure moyenne constante de codimension n-k pour tout k < n qui sont des perturbations des sphères géodésiques de petit volume.Dans le deuxième chapitre, on s'intéresse aux surfaces minimales à bords libres dans la boule unité de l'espace euclidien de dimension 3, c'est-à-dire aux surfaces minimales plongées dans la boule unité dont le bord rencontre la sphère unité orthogonalement. On démontre l'existence de deux famille géométriquement distinctes de telles surfaces qui sont indexées par un entier n assez grand, qui représente le nombre de composantes connexes du bord de ces surfaces. Nous donnons en particulier une deuxième preuve d'un résultat de A. Fraser et R. Schoen concernant l'existence de telles surfaces.Un des résultats fondamentaux de la théorie des surfaces à courbure moyenne constante est le théorème de Hopf qui affirme que les seules sphères topologiques à courbure moyenne constante dans l'espace euclidien de dimension 3 sont les sphères rondes. Dans le troisième chapitre, on propose une construction dans une variété riemannienne de dimension 3 d'une famille de sphères topologiques à courbure moyenne constante qui ne sont pas convexes et dont la courbure moyenne est très grande. / The subject of this thesis is the study of minimal and constant mean curvature submanifolds and of the influence of the geometry of the ambient manifold on the solutions of this problem.In the first chapter, following the ideas of F. Almgren, we propose a generalization of the notion of hypersurface with constant mean curvature to all codimensions. In codimension n-k we define constant mean curvature submanifolds as the critical points of the functional of the k - dimensional volume of the boundaries of k+1 - dimensional minimal submanifolds. We prove the existence in compact n-dimensional manifolds of n-k codimensional submanifolds with constant mean curvature for all k<n which are perturbations of geodesic spheres of small volume.In the second chapter, we consider free boundary minimal surfaces in the unit ball of the three dimensional Euclidean space, i.e. minimal surfaces embedded in the unit ball and which meet the unit sphere orthogonally. We prove the existence of two geometrically distinct families of such surfaces parametrized by an integer n large enough, which represents the number of the boundary components. In particular, we give an independent proof of the result of A. Fraser and R. Schoen concerning the existence of such surfaces.One of the fundamental results of the theory of constant mean curvature surfaces is the Hopf's theorem which asserts that the only topological spheres with constant mean curvature in the Euclidean 3-space are round spheres. In the third chapter, we propose a construction in a three dimensional Riemannian manifold of a family of nonconvex topological spheres with large constant mean curvature.