[pt] Nesta tese estudamos duas classes de problemas. A primeira delas diz respeito a uma equação completamente não-linear que degenera como uma potência do gradiente. A presença desta interface afeta a elipticidade do sistema e produz redução da regularidade. Combinando técnicas da análise harmônica com métodos da teoria da medida, desenvolvemos uma análise tangencial que produz resultados de regularidade para as soluções em espaços de Sobolev. Como consequência, nossos resultados implicam estimativas em espaços de Hölder para o gradiente das soluções, desconhecidas na literatura no caso de termos de fonte não-limitados. A segunda parte trata de um problema de transmissão livre, governado por operadores completamente não-lineares. Neste caso, obtemos regularidade ótima para as soluções, assim como informações sobre a fronteira livre associada. / [en] This thesis focuses on two classes of problems. Firstly, we examine fully nonlinear equation degenerating as a power of the gradient. The interface along which ellipticity collapses introduces substantial difficulties in the analysis and affects the regularity of the solutions. Through methods in harmonic analysis and measure theory we produce a geometric analysis of the problem, which leads to estimates in Sobolev spaces. Furthermore, our findings set an important open problem in the literature, namely: the H lder-continuity for the gradient of solutions in the presence of unbounded source terms. The second part of the thesis focuses on a free transmission problem driven by fully nonlinear operators. On this topic, our results include the optimal regularity of the solutions and an analysis of the associated free boundary.

[pt] Neste trabalho examinamos equações completamente não-lineares em dois contextos distintos. A princípio, estudamos jogos de campo médio completamente não-lineares. Aqui, examinamos ganhos de regularidade para as soluções do problema, existência de soluções, resultados de relaxação e aspectos particulares de um example explícito. A segunda metade da tese dedica-se à regularidade ótima das soluções de um modelo completamente não-linear que degenera-se com respeito ao gradiente das soluções. A pergunta fundamental subjacente a ambos os tópicos diz respeito aos efeitos da elipticidade sobre propriedades intrínsecas das soluções de equações não-lineares. Mais precisamente, no caso dos jogos de campo médio, a elipticidade parece magnificada pelos efeitos do acoplamento, enquanto no caso dos problemas degenerados, esta quantidade colapsa em sub-regiões do domínio, dando origem a delicados fenômenos. Nossa análise inclui um breve contexto da inserção do trabalho. / [en] In this thesis, we examine fully nonlinear problems in two distinct contexts. The first part of our work focuses on fully nonlinear mean-field games. In this context, we examine gains of regularity, the existence of solutions, relaxation results, and particular aspects of a one-dimensional problem. The second half of the thesis concerns a (sharp) regularity theory for fully nonlinear equations degenerating with respect to the gradient of the solutions. The fundamental question underlying both topics regards the effects of ellipticity on the intrinsic properties of solutions to nonlinear equations. To be more precise, in the case of mean-field game systems, ellipticity seems to be magnified through the coupling structure. On the other hand, in the degenerate setting, ellipticity collapses, giving rise to intricate regularity phenomena. Our analysis is preceded by some context on both topics.