[pt] O objetivo deste trabalho é investigar como os alunos do Ensino Médio da rede pública estadual de ensino do Rio de Janeiro se comportam com a aplicação da Teoria dos Jogos como elemento motivador no ensino da Matemática, uma vez que apresentam, com grande frequência, dificuldades nesta disciplina. Para atingir o objetivo proposto elaboramos uma sequência didática que consistia na realização dos jogos Barganha com Ultimato e Dilema do Prisioneiro em sala de aula, sem qualquer explicação prévia sobre os conceitos básicos da Teoria dos Jogos. Nesta sequência didática, após a realização de cada jogo explicamos os resultados previstos pela teoria, introduzindo os conceitos de matriz de ganhos, estratégia dominante e equilíbrio de Nash, e explicamos o funcionamento do jogo Pôquer Simplificado com seus resultados teóricos. Ao término da aplicação da sequência didática, realizamos um teste de auto-avaliação simples, para que pudéssemos verificar o nível de aprendizado dos alunos envolvidos. Por fim, comparamos os resultados obtidos pelos pares de alunos que participaram do jogo Barganha com Ultimato (realizado quando ainda não possuíam qualquer experiência em Teoria dos Jogos) com aqueles obtidos por Bianchi, Carter e Irons e Castro e Ribeiro. / [en] The objective of this work is to investigate the effect of game theory as a motivator for mathematics education on those second year high school students in the state public schools of Rio de Janeiro who have already shown frequent difficulties with the discipline. In order to achieve the proposed goal, we develop a didactic sequence involving the application in the classroom of the games the Ultimatum Game and the Prisoner s Dilema without any prior introduction to the basic concepts of game theory. After the completion of each game, we explain the results predicted by the theory, introducing the concepts of the payoff matrix, the dominant strategy and the Nash Equilibrium. In addition, we explain the operation of the game of Simplified Poker along which its theoretical results. Upon completion of the application of this didactic sequence, we apply a simple self-evaluation test in order to verify the academic level of the students involved. Finally, we compare the results obtained by the pairs of students who participated in the game the Ultimatum Game (performed when the students still had no experience of Game Theory) with the results obtained by Bianchi, Carter e Irons and Castro e Ribeiro.

[pt] A possível mudança no paradigma de formação de preço no Brasil do modelo vigente por custos auditados para o modelo por oferta, com o objetivo de modernizar o Setor Elétrico e buscar práticas que incentivem a competição, implica a necessidade de estudos prévios para auxiliar o processo de transição e a definição do desenho de mercado adequado à realidade brasileira. Nesse sentido, o uso de modelos de equilíbrio, notadamente o Equilíbrio de Nash, desponta como uma poderosa ferramenta ex-ante que permite analisar o comportamento dos competidores para identificar possíveis ineficiências a serem mitigadas. Com esse fim, o presente trabalho modela o processo decisório de ofertas ótimas de um competidor em um mercado de energia elétrica de dia-seguinte de base hidrotérmica por um modelo de otimização binível, possibilitando a identificação do Equilíbrio de Nash do mercado através de um algoritmo baseado em Gauss-Seidel. Adicionalmente, o método é aplicado a dois experimentos numéricos: a um sistema-teste de três barras e a um caso representativo do sistema brasileiro completo, permitindo a análise do comportamento dos competidores a partir da comparação dos resultados com os modelos de Custos Auditados e Equilíbrio Competitivo. Foram observados os impactos das afluências e das cascatas de usinas hidrelétricas de múltiplos proprietários nas receitas e, consequentemente, no comportamento dos competidores. Por fim, foi verificada a ocorrência de competição exclusivamente pelas quantidades, além da prática de retenção de ofertas por parte dos competidores para a modificação do preço de equilíbrio de mercado, aumentando suas receitas. / [en] The potential shift in Brazil s energy pricing paradigm from the current Audited Costs model to the Bid-Bases model, with the aim of modernizing the electricity sector and seeking practices that encourage competition, implies the need for preliminary studies to assist the transition process and define the appropriate market design for the Brazilian reality. In this sense, the use of equilibrium models, notably the Nash Equilibrium, emerges as a powerful ex-ante tool that allows the analysis of competitors behavior to identify possible inefficiencies to be mitigated.To this end, this thesis models the optimal bidding decision process of a competitor in a hydrothermal day-ahead electricity market using a bilevel optimization model, enabling the identification of the Nash Equilibrium of the market through an algorithm based on the Gauss-Seidel. Additionally, the method is applied to two numerical experiments: a three-bus test system and a representative case of the complete Brazilian system, allowing for the analysis of competitors behavior by comparing the results with the Audited Costsand Competitive Equilibrium models. The impacts of water inflows and hydro plants in cascade with distinct ownership on revenues and consequently competitors behavior were observed. Finally, the occurrence of competition exclusively in quantities was verified, as well as the practice of quantity bids retention by competitors in order to modify the market equilibrium price, increasing their revenues.

[pt] Esse trabalho tem como objetivo reunir os teoremas topológicos de ponto fixo clássicos e seus corolários, além de teoremas de ponto fixo provenientes da teoria do grau e algumas importantes aplicações desses teoremas a variadas áreas - desde as clássicas aplicações à teoria de EDOs e EDPs à uma aplicação à teoria dos jogos. Um exemplo é o Teorema do Ponto Fixo de Schauder-Tychonoff, para aplicações compactas em convexos de espaços localmente convexos, do qual segue como corolário que todo compacto convexo de um espaço vetorial normado (não necessariamente de dimensão finita) possui a propriedade do ponto fixo. No que se refere à teoria dos jogos em particular, foi deduzido o Teorema de Nash, que determina condições sobre as quais certos jogos possuem equilíbrios nos seus espaços das estratégias. Toda a topologia geral necessária nas demonstrações foi desenvolvida extensiva e detalhadamente a partir de topologia elementar, seguindo algumas das referências bibliográficas. O Teorema de Extensão de Dugundji - uma extensão do Teorema de Extensão de Tietze a fechados de espaços métricos sobre espaços localmente convexos -, por exemplo, é demonstrado com detalhes e usado diversas vezes ao longo da dissertação. / [en] The goal of the present work is to gather the classical fixed-point theorems and their corollaries, as well as other fixed-point theorems arising from degree theory, and some important applications to diverse fields - from the classical applications to ODEs and PDEs to an application to the game theory. An example is the Schauder-Tychonoff Fixed-Point Theorem, 1 concerning compact mappings in convex subsets of locally convex spaces, from which it follows as a corollary that every compact convex subset of a normed vector space is a fixed-point space. In regard to game theory in particular, we obtained Nash s theorem, 2 which ascertains conditions over which certain games have equilibria in their strategy spaces. All general topology necessary in the proofs was developed extensively and in details from a basic topology starting point, following some of the bibliographic references. Dugundji s Extension Theorem 3 - an extension of Tietze s Extension Theorem 4 for closed subsets of metric spaces into locally convex spaces-, for instance, is obtained with detais and used throughout the dissertation.