[pt] O objetivo deste trabalho é trazer à tona conceitos importantes da geometria no plano euclidiano sob o título de construções geométricas, cada vez mais esquecidos nos currículos escolares brasileiros. Nossa primeira ideia é mostrar a dificuldade que professores do ensino médio poderão encontrar ao tentar descobrir quais conceitos validam suas práticas já que os argumentos que validam a possibilidade ou a impossibilidade de algumas construções geométricas residem numa álgebra abstrata de difícil compreensão e domínio por parte dos professores, sobretudo aqueles que não cursaram disciplinas mais avançadas em matemática. Vamos comentar sobre os principais problemas da antiguidade que motivaram os matemáticos às descobertas de novas propriedades, apresentar tais construções geométricas e apresentar uma descrição algébrica das construções geométricas. A ideia é que através da álgebra abstrata podemos obter argumentos que validem a possibilidade e impossibilidade de tais construções e assim aumentar a cultura matemática do professor do ensino médio e não transformá-lo num expert no assunto. / [en] The main purpose of this work is to rescue the important concepts in geometric constructions. Concepts that are being progressively forgotten by Brazilian curriculums in schools. First, we want to present the difficulties that high school teachers might face when they will try to formalize concepts like the possibility or not to construct some figures in the Euclidean plane, especially those who have not studied advanced math courses at undergraduation. We comment on the main problems of antiquity that led mathematicians to new discoveries properties, we present geometric constructions as well as an algebraic description of these geometric constructions. The idea is that through abstract algebra we can present arguments about the possibility or impossibility of such constructions. In this work, we will comment that abstract algebra will help teachers to validate some arguments that involves the possibility or not to construct some figures as well as to enlarge high schools teachers culture, not trying to make them experts in the subject.

[pt] O presente trabalho disserta sobre a utilização dos fractais no ensino de conteúdos matemáticos do Ensino Fundamental e do Ensino Médio, com o objetivo de despertar o interesse e a curiosidade dos educandos através da beleza e do dinamismo que eles oferecem para a construção de conceitos matemáticos tais como: semelhança, perímetro, área, volume, progressão aritmética e geométrica. A dissertação inicia-se com um breve histórico do surgimento dos fractais e um resumo dos níveis do desenvolvimento cognitivo segundo o modelo de van- Hiele. Em seguida, exibe-se uma coletânea de atividades envolvendo fractais com nível de dificuldade crescente que propicia aos estudantes uma aprendizagem significativa e com nuances de modernidade. A partir de suas próprias percepções e da troca de ideias entre si, os alunos formularam técnicas recursivas a ponto de preverem uma próxima iteração da figura e meios para obtenção do perímetro e da área das figuras seguintes. Acreditamos que com essa pesquisa conseguimos não só trabalhar e desenvolver conceitos matemáticos básicos, mas também fomentar o estudo do conceito de infinito, além de diminuirmos a distância entre a Álgebra e a Geometria imposta pela maioria dos atuais livros didáticos em circulação. / [en] This dissertation discusses the use of fractals in the teaching of mathematical subjects in the context of elementary, middle and high school, aiming at raising and attracting the interest and curiosity of the students through the beauty and dynamism they offer to the construction of mathematical concepts such as: similarity, perimeter, area, volume, arithmetic and geometric progression. This work begins with a brief history about the emergence of fractals and a summary of levels of cognitive development according to the van-Hiele model. Then, it is shown a collection of activities involving fractals with increasing difficulty levels that provide students with meaningful learning with nuances of modernity. From their own perceptions and the exchange of ideas between them, they formulated recursive techniques to predict a next iteration of the figure and means to obtaining the perimeter and area of the next figures. We believe that with this dissertation we can not only work and develop basic mathematical concepts, but also foster the study of the infinity concept, in addition to reducing the distance between Algebra and Geometry imposed by most current textbooks in use.

[pt] Este trabalho tem como objetivo principal apresentar uma proposta de atividades para o ensino dos conteúdos de lugares geométricos e pontos notáveis do triângulo, sendo aplicados no oitavo e nono ano escolares, conforme previsto na Base Nacional Comum Curricular (BNCC). As atividades possuem como base metodológica a teoria elaborada pelo casal de matemáticos Dina van Hiele-Geldof e Pierre van Hiele, a qual demonstra as relações que aquela metodologia possui com o Construtivismo, ao possuir as principais características das teorias pedagógicas de Piaget, Vygotsky e Ausubel. Tal escolha baseia-se especialmente no fato da teoria ter sido desenvolvida para o ensino de geometria. Além disso, este trabalho discorre sobre as definições e propriedades dos elementos geométricos que serão os objetos das práticas propostas. Estas são orientadas por meio de roteiros que exploram, sob a metodologia adotada, diferentes registros semióticos. A execução de algumas atividades fomenta, por um lado, a manipulação de materiais concretos, e por outro, o uso de tecnologia, no caso, o software de geometria dinâmica Geogebra para realização das construções geométricas. Estas atividades buscam cativar o interesse do aluno pelo processo de descoberta na geometria. / [en] The main objective of this project is to propose activities for the teaching of geometric locations and notable points of the triangle, being applied at the eighth and ninth years of elementary school, as provided for in the National Common Curricular Base (BNCC). The activities have as methodological basis the theory elaborated by the mathematician couple Dina van Hiele-Geldof and Pierre van Hiele, which demonstrates the relationship that that methodology has with Constructivism, by having the main characteristics of the pedagogical theories of Piaget, Vygotsky and Ausubel. This choice is based especially on the fact that the theory was developed for the teaching of geometry. In addition, this work discusses the definitions and properties of the geometric elements that will be the objects of the proposed practices. These are guided by scripts that explore, under the adopted methodology, different semiotic records. The execution of some activities encourages, on the one hand, the manipulation of concrete materials, and on the other, the use of technology, in this case, the Geogebra dynamic geometry software for the realization of geometric constructions. These activities seek to captivate the student s interest in the process of discovering geometry.

[pt] Esta pesquisa explora a abordagem do Design em Parceria em situações inclusivas de ensino-aprendizagem com alunos com deficiência visual. São abordadas soluções para o ensino-aprendizagem alternativas àquelas voltadas apenas à visualidade, estimulando outros sentidos do corpo diferentes da visão. É desenvolvida uma pesquisa aplicada com abordagem qualitativa, incluindo um estudo exploratório – descritivo, envolvendo pesquisa bibliográfica e documental e pesquisa de campo, utilizando técnicas como observação participante, pesquisa-ação e metodologias do Design em Parceria. Um objeto tridimensional de ensino-aprendizagem que aborda conceitos da geometria espacial é elaborado em parceria com professores e alunos e experimentado por alunos deficientes visuais. Tal percurso metodológico foi escolhido por se mostrar adequado para compreender as práticas pedagógicas inclusivas e avaliar os obstáculos e as possibilidades vivenciadas nas situações de ensino-aprendizagem por professores e alunos em contextos de educação inclusiva. A abordagem do Design em Parceria busca incorporar à pesquisa as considerações de professores e alunos, priorizando suas vivências e experiências, tendo como base boas práticas educativas. / [en] This research explores the Partnership Design approach in inclusive teaching-learning situations with visually impaired students. It approaches teaching-learning solutions that are alternatives to those focused only on visualaspects, stimulating the body s senses other than sight. An applied research with qualitative approach is conducted with an exploratory - descriptive study, involvingbibliographic and documental research and field research, adopting techniques such as participant observation, action research and methodologies of Design in Partnership. A three-dimensional teaching-learning object that approaches concepts about spatial geometry it is elaborated in partnership with teachers and students and experimented by visually impaired students. This methodological approach was chosen for being adequate to understand inclusive pedagogical practices and evaluate the obstacles and possibilities experienced in teaching-learning situations by teachers and students in inclusive education contexts. The Partnership Design approach seeks to incorporate the considerations of teachers and students into the research, prioritizing their experiences, based on good educational practices.

[pt] Consideramos duas formas de complexidade em geometria euclidiana plana.Na primeira, problemas são descritos algebricamente, e a complexidade é cotada essencialmente pelo grau de um polinômio. Como consequência, mostramos que vários resultados gerais e familiares em geometria podem ser demonstrados a partir da simples verificação de dois ou três casos particulares. A segunda forma faz uso da descrição sintática dos teoremas, que permite uma quantificação da complexidade em termos lógicos (número de quantificadores e átomos de uma fórmula). Inspirados por esta última abordagem, são descritos alguns procedimentos de demonstração automática. Alguns grupos habituais de operções em geometria são apresentados com a intenção de simplificar as duas abordagens.Através do estudo de técnicas mais avançadas em matemática trazemos novos pontos de vista a assuntos estudados no ensino médio. / [en] Two forms of complexity in Euclidean plane geometry are considered. In the first one, problems are described algebraically, and the complexity level is measured essentially by the degree of a polynomial. As a consequence, many familiar and general results in geometry can be proved by inspecting two or three special cases. The second form uses the syntactic description of a theorem allowing for a quanti.cation of the complexity in logic terms (number of quantifiers and atoms in the formula). Inspired by this approach, some procedures in mechanized proofs are described. We also present some traditional groups of operations in geometry which simplify the two approaches. The study of more advanced techniques in mathematics sheds new light on standard high school topics.

[pt] O estudo da resistência à fratura dos materiais é de grande importância para desenvolvimentos de projetos, seleção de materiais e avaliação do comportamento dos materiais perante a presença de um defeito no componente. Há inúmeras normas que envolvem geometrias padronizadas para determinação desta propriedade mecânica, no entanto nem todo componente em serviço possui as mesmas condições encontradas nas geometrias padronizadas, como é o caso de materiais dúcteis empregados em estruturas com espessuras de paredes finas e elevada pressão interna. Nesta dissertação foram estudados dois materiais com diferentes limites de escoamento confeccionados conforme geometria tipo SEN(T) de fixação por garras, a qual não é padronizada pela ASTM. Com isso, foi realizada uma pesquisa com o emprego desta geometria com variação de 0,2 a 0,8 da relação entre a dimensão idealizada inicialmente para a trinca e a largura do corpo de prova, e entalhes laterais com redução de 20 porcento foram confeccionados nos corpos de prova do material mais dúctil. Após, foi realizada a pré-trinca de fadiga e iniciado o ensaio de tenacidade à fratura. Este último foi desenvolvido adotando o método compliance, o qual permite que com apenas um corpo de prova seja realizado descarregamentos parciais permitindo assim a determinação de J e incremento de trinca em cada posição, possibilitando plotar a curva-R Os resultados obtidos determinaram que mesmo com a/W diferente daqueles indicados por norma para levantamento da curva-R, é possível obter uma curva-R para a/W=0,2. Existe uma limitação em aplicar a geometria SEN(T) que não possuem extensa ductilidade. / [en] The study of resistance to fracture of the materials is very important for developing new projects, making materials specifications and also for evaluating materials behaviour under presence of a crack in a component. There are uncountables standards which apply normalized specimens due to determine this mechanical property, however some components in service doesn t act under same conditions as the specimen chosen, for instance ductile materials applied in components with thin thickness and high intern pressure. In this dissertation was studied two diferente of materials with distinct yield limits fabricated according to SEN(T) geometry with clamped fixing, which one is not acceptable by ASTM. Thus, a research has been carried out using this geomerty with a variation of 0,2 to 0,8 of the relation between the idealized initially for the crack and the width of the proof body ratio and side-grooves with 20 percent reducted were made in the specimens with higher ductility. After that, the procedure for doing fatigue pre-crack was initialized, followed by fracture toughness test. This last one was developed adopting the unloading compliance technique, which one allows that more than one aplications of force and displacement can be realized in only one specimen then the value of J and crack extension can be calculated and the R-curve will be plotted. The results obtained showed even with a a/W ratio diferente of those indicated by standards, is possible to constructo a qualified R-curve for a/W=0,2. In additon to the results, there is a limitation in applying a SEN(T) geometry in materials that don t present extensive ductility.

[pt] Valkó e Oligney propuseram um modelo que estima a evolução da fratura utilizando uma interpretação direta da curva de pressão de fundo medida durante uma operação de fracpack. Os únicos dados de entrada necessários para a aplicação do modelo são os registros geralmente disponíveis durante e após a operação. Considerando uma fratura de geometria radial e utilizando equações simples de fluxo e de geomecânica, o modelo obtém raios de empacotamento a partir da inclinação positiva da curva de pressão de fundo nos períodos de tip screenout. Nesta dissertação o modelo de Valkó e Oligney é aprimorado com a inclusão e o ajuste das equações de estado para o crescimento da fratura e para o processo de filtração, respectivamente. O modelo é também estendido para outras geometrias bidimensionais de fratura, PKN e KGD. A aplicação do modelo foi realizada utilizando os registros de pressão de oito operações de fracpack. Os resultados obtidos são a curva de propagação da fratura, o crescimento da abertura, a eficiência ao longo do tempo e a distribuição final do agente de sustentação na fratura. Para a validação desses resultados foram utilizados dois simuladores comerciais com modelos tridimensionais. Os estudos de caso indicaram que os ajustes realizados aproximaram os resultados do modelo aos obtidos nos simuladores comerciais. Além disso, a aplicação dos modelos desenvolvidos para cada geometria de fratura e a comparação com os resultados dos simuladores comerciais, permitiu confirmar a tendência esperada que, durante uma operação de fracpack, a geometria da fratura se aproxima da radial. / [en] Valkó and Oligney developed a model to estimate fracture evolution using a direct interpretation of the measured bottom hole pressure curve during a fracpack operation. The only input data needed to use the model are the usual records of the job, available during and after the operation. Considering radial fracture geometry and using simplified equations of flow and geomechanics, the model estimates a packing radius of the fracture using the slope of the increasing bottom hole pressure curve during the tip screenout period. In this work, Valkó and Oligney method is enhanced with the inclusion of state equations for the fracture growth and for the leakoff process in order to improve the model, but still maintaining minimum input data. The method is also extended to other two-dimensional fracture geometries, PKN and KGD. To apply the enhanced method, eight fracpack operation data were used. The results obtained are fracture propagation, width growth and fluid efficiency in time as well as the final proppant distribution in the fracture. To validate these results, this work used two commercial simulators with three-dimensional models. The case studies show that the modifications done to Valkó and Oligney method approximate the two-dimensional model results to the ones obtained using the commercial simulators with threedimensional models. Furthermore, the comparison between the application of the model for each fracture geometry and the commercial simulators results confirmed the expected tendency for the fracture geometry during a fracpack operation, which is a radial fracture.

[pt] A geometria diferencial descreve de maneira intuitiva os objetos suaves no espaço. Porém, com a evolução da modelagem geométrica por computador, essa ferramenta se tornou ao mesmo tempo necessária e difícil de se descrever no mundo discreto. A teoria de Morse ficou importante pela ligação que ela cria entre a topologia e a geometria diferenciais. Partindo de um ponto de vista mais combinatório, a teoria de Morse discreta de Forman liga de forma rigorosa os objetos discretos à topologia deles, abrindo essa teoria para estruturas discretas. Este trabalho propõe uma definição construtiva de funções de Morse geométricas no mundo discreto e do complexo de Morse-Smale correspondente, onde a geometria é definida como a amostragem de uma função suave nos vértices da estrutura discreta. Essa construção precisa de cálculos de homologia que se tornaram por si só uma melhoria significativa dos métodos existentes. A decomposição de Morse- Smale resultante pode ser eficientemente computada e usada para aplicações de cálculo da persistência, geração de grafos de Reeb, remoção de ruído e mais. . . / [en] Differential geometry provides an intuitive way of understanding smooth objects in the space. However, with the evolution of geometric modeling by computer, this tool became both necessary and difficult to transpose to the discrete setting. The power of Morse theory relies on the link it created between differential topology and geometry. Starting from a combinatorial point of view, Forman´s discrete Morse theory relates rigorously discrete objects to their topology, opening Morse theory to discrete structures. This work proposes a constructive definition of geometric discrete Morse functions and their corresponding discrete Morse-Smale complexes, where the geometry is defined as a smooth function sampled on the vertices of the discrete structure. This construction required some homology computations that turned out to be a significant improvement over existing methods by itself. The resulting Morse-Smale decomposition can then be efficiently computed, and used for applications to persistence computation, Reeb graph generation, noise removal. . .

[pt] Segundo a teoria desenvolvida por Kolmogorov, Arnold e Moser na década de sessenta, a grande maioria dos toros invariantes persistem após uma perturbação C3 de um Hamiltoniano integrável. Uma pergunta natural é se perturbações em topologias Ck, para k < 3, ainda preservam tais toros. Bangert mostrou que a situação é a oposta na topologia C1 : arbitrariamente próximo de uma métrica Riemanniana plana no toro existem métricas sem nenhum toro invariante. Ruggiero estendeu esses resultados para Lagrangeanos mecânicos no toro e mostrou que, no caso de métricas Riemannianas, esse fenômeno é C1 genérico. Neste trabalho, mostramos que, dado ǫ > 0, E 2 R e um Hamiltoniano de Tonelli reversível H : TT2 -> R, existe β E (0, 1) e uma ǫ perturbação H0 de H tal que H0 não possui gráficos contínuos invariantes. Para tal, construimos explicitamente uma métrica Finsler, sem nenhum campo contínuo de minimizantes, através de um estudo analítico do operador de Jacobi. / [en] According to the theory developed by Kolmogorov, Arnold and Moser in the sixties, the majority of invariant tori persists under a C3 perturbation of a integrable Hamiltonian. A natural question is if a perturbation in the Ck topology, k < 3, still preserves such tori. Bangert showed that, in the C1 topology, what happens is the opposite: there are metrics with no invariant torus arbitrarily close to any given Riemannian metric. Ruggiero extended these results to mechanical Lagrangians in the torus and showed that for Riemannian metrics this phenomenon is C1 generic. In this work, we show that, given e > 0, e 2 R and a reversible Tonelli Hamiltonian H : TT2 -> R, there exists β E (0, 1) and an ǫ perturbation H0 of H in the C1,β topology such that H0 has no continuous invariant graphs. The result is achieved by explicitly exhibiting a Finsler metric, without any continuous field of minimizers, constructed after an analytic study of the Jacobi operator.

[pt] A extração e visualização de isosuperfícies de campos escalares são importantes para inspeções e análises de modelos em diversas áreas. Uma isosuperfície é representada por uma malha de triângulos que aproxima um conjunto de nível do volume de dados. O foco deste trabalho é a extração e visualização de isosuperfícies de modelos de reservatório de petróleo, representados por malhas de hexaedros levemente côncavos. Para uma melhor representação das isosuperfícies, optou-se pela substituição de triângulos planares por superfícies curvas. Para assegurar a extração de superfícies contínuas e suaves, este trabalho propõe o uso de envelopes para determinação das normais. A técnica proposta é implementada em GPU com uso de subdivisão adaptativa das superfícies. / [en] The extraction and visualization of isosurfaces of scalar fields are important for inspections and analysis of models in several areas. An isosurface is represented by a mesh of triangles that approximates a level set of a data volume. The main focus of this work is the extraction and visualization of isosurfaces of black oil reservoir models, represented by hexahedral meshes with slightly concave cells. For a better representation of the isosurfaces, we have opted to replace planar triangles for curved patches. To ensure the extraction of continuous and smooth surfaces, this work proposes the use of envelopes to determine normals. The proposed technique is implemented in GPU with the usage of adaptive subdivision of patches.