Orientador: Ricardo Miranda Martins / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-26T10:59:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paiva_GlauciaInnocenciodeJesusPaulo_M.pdf: 1314191 bytes, checksum: c7baade23d33811d51733aa4633f218c (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Nesta dissertação estudamos números inteiros, suas propriedades e congruências. Abordamos vários tópicos envolvendo números primos, incluindo como gerá-los e como decidir se um número inteiro é primo ou composto. Nosso objetivo é descrever e estudar alguns testes de primalidade, como o Teste de Fermat, Teste de Lucas-Lehmer, Teste de Miller-Rabin e o algoritmo AKS. Propomos ainda algumas sequências didáticas para estudar estes tópicos em um nível mais elementar, no ensino básico / Abstract: This dissertation studies integers , their properties and congruences . We cover various topics involving prime numbers , including how to generate them and decide if an integer is prime or composite . Our goal is to describe and study some primality tests such as the Fermat test , Lucas- Lehmer test , Miller- Rabin test and the AKS algorithm. We also propose some didactic sequences to study these topics in an elementary level TO basic education / Mestrado / Matemática em Rede Nacional / Mestra em Matemática em Rede Nacional

Fermat, Pierre de, is perhaps the most famous number theorist who ever lived. Fermat's Last Theorem states that the equation xn + yn = zn has no non-zero integer solutions for x, y and z when n>2.

The emergence of freeform architecture provides interesting geometric challenges with regards to the design and manufacturing of large-scale structures. To design these architectural structures, we have to consider two types of constraints. First, aesthetic constraints are important because the buildings have to be visually impressive. Sec- ond, functional constraints are important for the performance of a building and its e cient construction. This thesis contributes to the area of architectural geometry. Specifically, we are interested in the geometric rationalization of freeform architec- ture with the goal of combining aesthetic and functional constraints and construction requirements. Aesthetic requirements typically come from designers and architects. To obtain visually pleasing structures, they favor smoothness of the building shape, but also smoothness of the visible patterns on the surface. Functional requirements typically come from the engineers involved in the construction process. For exam- ple, covering freeform structures using planar panels is much cheaper than using non-planar ones. Further, constructed buildings have to be stable and should not collapse. In this thesis, we explore the geometric rationalization of freeform archi- tecture using four specific example problems inspired by real life applications. We achieve our results by developing optimization algorithms and a theoretical study of the underlying geometrical structure of the problems. The four example problems are the following: (1) The design of shading and lighting systems which are torsion-free structures with planar beams based on quad meshes. They satisfy the functionality requirements of preventing light from going inside a building as shad- ing systems or reflecting light into a building as lighting systems. (2) The Design of freeform honeycomb structures that are constructed based on hex-dominant meshes with a planar beam mounted along each edge. The beams intersect without torsion at each node and create identical angles between any two neighbors. (3) The design of polyhedral patterns on freeform surfaces, which are aesthetic designs created by planar panels. (4) The design of space frame structures that are statically-sound and material-e cient structures constructed by connected beams. Rationalization of cross sections of beams aims at minimizing production cost and ensuring force equilibrium as a functional constraint.

Kerr metric is one of the most well-known and useful exact solutions of Einstein equations. We study various geometric properties of the Kerr spacetime in order to gain intuition for its spatial shape. In the review part we summarize basic features of the Kerr geometry, we write down Carter equations for geodesic motion in the Kerr spacetime, and we introduce kinematic characteristics of time-like and light-like congruences, such as expansion, shear and twist. In the second part of the thesis we calculate scalars for acceleration, expansion, shear and twist - and plot the corresponding "equipotential" surfaces - for several privi- leged congruences, namely the Carter observers, the static observers, the zero-angular- momentum observers, the principal null congruence and the recently found non-twisting null congruence(s). We also draw surfaces radially equidistant from the horizon and sur- faces spatially orthogonal to the PNC and to the twist-free congruences, as well as the surfaces of constant energy and redshift for the important time-like congruences. 1

Les thèmes de cette thèse se situent dans le domaine de la géométrie conforme et l'étude des champs de particules sans masse. Elle est portée sur l'étude des morphismes harmoniques et des applications semi-conformes entre les variétés riemanniennes et semi-riemannienes avec ses aspects spinoriels.\\ La base de notre étude est la correspondance twistorielle de Penrose qui associe à chaque géodésique dans l'espace de Minkowski, un point d'une hypersurface de l'espace complexe projectif de dimension 3, ainsi, la résolution d'une équation aux dérivées partielles devient un problème (d'ordre 1) de la géométrie complexe analytique. Les deux objects qui nous permettront de généraliser des constructions connues à d'autres situations, par exemple aux espaces temps avec courbure, aux graphes finis, sont (i) une application semi-conforme, et (ii) une congruence de rayons de lumière sans cisaillement ("shear-free ray congruence" que nous abrégerons ultérieurement par SFR). En effet, une SFR correspond à une famille d'applications semi-conformes évoluant dans le temps (voir le chapitre 3), cette dernière est bien adaptée à un cadre plus général. Cette perspective nous permet d'achever partiellement notre but c'est-à-dire d'obtenir une description combinatoire des champs dans l'esprit des "spin networks" introduits par Penrose en 1971 \cite{R.PENROSE}.\\ Un aspect de mon travail est l'étude des morphismes harmoniques, définis sur un espace-temps à valeurs dans une surface, leurs relations avec les applications semi-conformes (considérées comme des champs physiques) en dimension 3 ainsi que l'évolution de celles-ci au cours du temps. D'autre part, on développe la théorie des applications semi-conformes adaptée à nos besoins. On démontre notamment l'existence des coordonnées canoniques pour de telles applications ; une loi de conservation lorsque les fibres sont de dimension $1$ ; la conservation de la semi-conformalité d'une application par rapport a une évolution naturelle ; on classifie les applications semi-conformes biharmoniques dans $R^3$ dont les fibres sont des arcs de cercles et on obtient une formule intégrale pour la representation d'une famille d'applications biharmoniques (pas nécessairement semi-conformes) plus générale. On va mettre au point un formalisme élégant pour étudier les espaces-temps à quatre dimensions, les applications semi-conformes et les morphismes harmoniques définis sur cet espace, en faisant appel à des objets appelés spineurs. Ce formalisme nous permet d'étudier l'évolution des applications semi-conformes, ainsi l'évolution d'un champ de vecteurs tangents aux feuilletages conformes de ces applications.\\ Lorsqu'on prolonge nos idées aux graphes, on étudie la notion d'applications harmoniques et semi-conformes dans les graphes, dont la définition est proposée par H.Urakawa en 1997 \cite{Ura}. On étudie les applications définies sur les graphes ainsi que leur évolution par rapport à l'équation de la chaleur (en temps discret). On définit la notion de courbure sur un graphe et on donne un analogue au théorème de Gauss-Bonnet \cite{Bonnet} dans le cas discret. Afin de développer la théorie des twisteurs sur un graphe, on introduit notre propre définition d'une fonction holomorphe sur un graphe. Par ailleurs, on introduit la notion de graphe dual twistoriel, autrement connue sous le nom de "line graph". La correspondance entre un graphe et son dual twistoriel montre des aspects tout à fait analogues au cas continu, par exemple un sommet du graphe correspond à un sous graphe complet du graphe dual, qu'on doit considérer comme la correspondance entre un point de l'espace de Minkowski et une copie de $\mathbb{C}P^1$ dans l'espace des twisteurs

Orientador: Emerson Alexandre de Oliveira Lima / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-13T21:19:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FilardesdeJesusFreitasda_M.pdf: 678989 bytes, checksum: 49b0b13ce88d8aa64141c17e237d85fe (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho focalizamos os principais conceitos da teoria elementar dos números objetivando uma melhor compreensão das Equações Diofantinas Clássicas e suas aplicações e para isto explicitamos os conceitos de Números primos, Algoritmo de Euclides, Máximo divisor comum e Mínimo múltiplo comum, assim como a teoria das Congruências, uma abordagem sobre a Criptografica RSA e Soma de Inteiros. Palavras-Chave: Congruências Lineares, Soma de Inteiros, Equação de Fermat, Soma de Quadrados / Abstract: In this work we focus the main concepts of the elementary theory of numbers seeking a better understanding of Classical diophantine equations and their applications for this and explained the concepts of prime numbers, algorithms of Euclid, maximum common divisor and least common multiple and the theory of congruence , an approach on the RSA encryption and Sum of Integers. Keywords: Linear congruence, Sum of Integers, equation of Fermat, Sum of Squares / Mestrado / Teoria dos Numeros / Mestre em Matemática

Neste trabalho é apresentado um breve levantamento da história dos números primos e de que maneira o assunto acerca desses números aparecem no novo cenário trazido pela BNCC. Provamos o Teorema Fundamental da Aritmética e apresentamos duas ferramentas importantes de cálculo, que são as Congruências e o Pequeno Teorema de Fermat. Apresentamos ainda uma proposta didática e um material diferenciado para ser utilizado em sala de aula. / In the present work is presented a brief data collection about the history of prime numbers and how this subject is shown in the new scenario brought by BNCC (Common Curricular National Base) . It was proved the Fundamental Arithmetic Theorem and it was presented two important ways to calculate that are the Congruence and the Fermet Theorem. It is given a teaching method and a differentiated material to be used in class.

Dans le chapitre 1, nous présentons les congruences linéaires simples et les tests de qualité des nombres pseudo-aléatoires (n.p.a.) congruentiels. L'accent est mis sur le test des treillis, le test spectral et le test sériel. Le test sériel est base sur l'estimation de la discrépance des vecteurs de n.p.a. Partant de cette estimation, on introduit une quantité appelée figure de mérite. Celle-ci nous permet de rechercher, pour m et b fixes, des multiplicateurs a tels que deux termes successifs de la suite (a,b,m,x#0) soient statistiquement indépendants. Nous débutons le chapitre 2 par l'étude des longueurs de cycle et du transitoire des suites engendrées par une congruence linéaire multidimensionnelle (c.l.m.). Ensuite, nous décrivons quelques méthodes de transformation de ces suites en suites de n.p.a. Enfin, nous faisons une discussion sur le choix des paramètres d'une c.l.m. Dans le chapitre 3, nous étudions la période d'un générateur vectoriel base sur le modèle de Daykin et une c.l.m. De période maximale, puis nous faisons un aperçu sur les principaux générateurs non linéaires de n.p.a. Le chapitre 4, réservé a la cryptographie, traite du problème du décryptage de l'ordre et du modulo d'une c.l.m

Le but de cette thèse est de généraliser un certain nombre de résultats arithmétiques connus pour les formes modulaires elliptiques au cas des formes modulaires de Hilbert. Parmi ces résultats citons le contrôle de l'image de la représentation galoisienne résiduelle [Serre, Ribet], le critère de congruence de Hida, ainsi que la liberté de la cohomologie entière de la variété modulaire de Hilbert sur certaines composantes locales de l'algèbre de Hecke et la propriété de Gorenstein de celles-ci [Mazur, Faltings-Jordan]. Dans le cas de niveau "minimal" ceci permet de relier la $p$-partie "algébrique" de la valeur en 1 de la fonction L adjointe d'une forme modulaire de Hilbert nouvelle au cardinal du groupe de Selmer correspondant. L'approche des propriétés arithmétiques des formes modulaires de Hilbert se fait à travers leurs représentations galoisiennes modulo $p$ et l'outil principal est l'action de l'inertie en $p$. Cette action est contrôlée par le calcul des poids de Hodge-Tate (resp. de Fontaine-Laffaille) de la cohomologie $p$-adique (resp. modulo $p$) de la variété modulaire de Hilbert. La partie cohomologique de ce travail repose sur la construction des compactifications toroïdales arithmétiques de la variété abélienne de Hilbert-Blumenthal universelle (et de ses produits fibrés), au-dessus des compactifications toroïdales arithmétiques de la variété modulaire de Hilbert en niveau $\Gamma_1(c,n)$.

CAPES / Este trabalho tem como objetivo aprofundar o conhecimento dos professores do ensino médio fundamental a respeito de congruência e polinômios. Apesar de congruência não ser abordado nas escolas, este assunto justifica alguns conceitos repassados aos alunos, como por exemplo a divisibilidade de um número por outro. A congruência ainda pode auxiliar na verificação de raízes de polinômios. Aqui, os polinômios são tratados como elementos de um anel, o anel dos polinômios, e vários resultados utilizados em sala de aula são justificados a partir da estrutura desse anel. Com esses dois conceitos, ainda e feito um breve estudo de congruência polinomial. / The aim of this work is to deepen the knowledge of elementary and high school teachers about congruence and polynomials. Although congruence is not studied in schools, this subject justifies some concepts passed to the students, such as the divisibility of one number by another. The congruence can also help to verify roots of polynomials. Here, polynomials are treated as elements of a ring, the ring of polynomials, and several results used in the classroom are justified from the structure of this ring. These concepts are used for a brief study of polynomial congruence.