Orientador: Claudio Gomes Pessoa / Banca: Paulo Ricardo da Silva / Banca: João Carlos da Rocha Medrado / Banca: Rodrigo Donizete Euzébio / Banca: Tiago de Carvalho / Resumo: Este trabalho dedica-se á classificação de centros sobre variedades centrais de sistemas diferenciais polinomiais em R^3 e a bifurcação de ciclos limites a partir destes centros. Restringimos nosso estudo a certas famílias de centros rígidos em R^3, cuja definição introduzimos e foi motivada pela definição dos centros rígidos no plano. No caso planar este tipo de centro é muito estudado e vários resultados interessantes foram obtidos. Apresentamos formas normais que caracterizam os centros rígidos e resolvemos o problema do centro-foco para várias famílias de centros rígidos em R^3. Também obtemos cotas inferiores para o número de ciclos limites que bifurcam a partir dos centros rígidos que foram classificados / Abstract: This work is dedicated to the classification of centers on center manifolds for polinomial differential systems in R^3 and to the bifurcation of limit cycles from these centers. We restrict our study to certain families of rigid centers in R^3, which we have define motivated by the definition of rigid centers on the plane. On the plane, these centers are widely studied and many interesting results are obtained. We present the normal forms that characterize the rigid centers and solve the center-focus problem for several families of rigid centers in R^3. We also obtain lower bounds to the number of limit cycles bifurcating from the classified rigid centers in this work / Doutor

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-09Bitstream added on 2014-12-02T11:21:25Z : No. of bitstreams: 1 000795831.pdf: 3704286 bytes, checksum: b59b909edcbd96f3f6deda86eabee821 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O objetivo geral dessa tese é buscar soluções periódicas de sistemas não–suaves. Nossa contribuição nesta tese está relacionada ao estudo de campos de vetores lineares por partes, sistemas não–suaves singularmente perturbados e sistemas diferenciais polinomiais cúbicos em R2 que possuem centros. Estudamos campo de vetores planares lineares por partes (PWL). Supomos que os pontos de equilíbrio são do tipo sela ou foco. Estabelecemos uma correspondência entre os PWL e vetores formados por alguns parâmetros: conjuntos em (costura, deslize ou escape), equilíbrio (real, virtual), interseção das separatrizes com , estabilidade e orientação do foco. Chamamos esses vetores de configuração. Reduzimos o número de configuração por uma relação de equivalÊncia e estudamos quais poderiam ter poli–trajetórias fechadas de deslize. Para os sistemas não–suaves singularmente perturbados estudamos duas classes de problemas de perturbação singular não–suave: com uma variedade crítica e com duas variedades críticas. Para a primeira classe damos condições suficientes para persistência de poli–trajetórias fechadas. Para a segunda estudamos a persistência de pontos de equilíbrio. Para os sistemas diferenciais polinomiais cúbicos em R2 que possuem centros estudamos o número máximo de ciclos limites que podem bifurcar de algumas famílias de sistemas diferenciais planares polinomiais de grau 3, com integrais primeiras racionais de grau 2, quando eles são perturbados dentro da classe de todos os sistemas polinomiais diferenciais ... / The main goal of this thesis is to find periodic solutions of non–smooth systems. Our contribution in this thesis is related to the study of piecewise linear vector fields, singularly perturbed non–smooth systems and cubic polynomial differential systems in R2 with centers. We study piecewise linear planar vector fields (PWL). We suppose that the equilibrium points are saddle or focus. We establish a correspondence between the PWL vector fields and vectors formed by some of the following parameters: sets on (crossing, sliding or escaping), kind of equilibrium (real or virtual), intersection of the separatrices with , stability and orientation of the focus. Such vectors are called configurations. We reduce the number of the configurations by an equivalent relation and we analyze for which configurations the corresponding PWL vector fields can have or not closed sliding poly-trajectories. For the singularly perturbed non–smooth systems we study two classes of non–smooth singular perturbation problems: with one critical manifold and with two critical manifolds. For the first class we give sufficient conditions for the persistence of closed poly–trajectories. For the second class we give conditions for persistence of equilibrium points. For the cubic polynomial differential systems in R2 with centers we study the maximum number of limit cycles that bifurcate from some families of planar polynomial differential systems of degree 3 with rational first integrals of degree 2 when they are perturbed inside the classes of all cubic polynomial differential systems

Orientador: Paulo Ricardo da Silva / Banca: Luci Any Francisco Roberto / Banca: Marcelo Messias / Banca: Maurício Firmino Silva Lima / Banca: Ronaldo Alves Garcia / Resumo: O objetivo geral dessa tese é buscar soluções periódicas de sistemas não-suaves. Nossa contribuição nesta tese está relacionada ao estudo de campos de vetores lineares por partes, sistemas não-suaves singularmente perturbados e sistemas diferenciais polinomiais cúbicos em R2 que possuem centros. Estudamos campo de vetores planares lineares por partes (PWL). Supomos que os pontos de equilíbrio são do tipo sela ou foco. Estabelecemos uma correspondência entre os PWL e vetores formados por alguns parâmetros: conjuntos em (costura, deslize ou escape), equilíbrio (real, virtual), interseção das separatrizes com , estabilidade e orientação do foco. Chamamos esses vetores de configuração. Reduzimos o número de configuração por uma relação de equivalÊncia e estudamos quais poderiam ter poli-trajetórias fechadas de deslize. Para os sistemas não-suaves singularmente perturbados estudamos duas classes de problemas de perturbação singular não-suave: com uma variedade crítica e com duas variedades críticas. Para a primeira classe damos condições suficientes para persistência de poli-trajetórias fechadas. Para a segunda estudamos a persistência de pontos de equilíbrio. Para os sistemas diferenciais polinomiais cúbicos em R2 que possuem centros estudamos o número máximo de ciclos limites que podem bifurcar de algumas famílias de sistemas diferenciais planares polinomiais de grau 3, com integrais primeiras racionais de grau 2, quando eles são perturbados dentro da classe de todos os sistemas polinomiais diferenciais ... / Abstract: The main goal of this thesis is to find periodic solutions of non-smooth systems. Our contribution in this thesis is related to the study of piecewise linear vector fields, singularly perturbed non-smooth systems and cubic polynomial differential systems in R2 with centers. We study piecewise linear planar vector fields (PWL). We suppose that the equilibrium points are saddle or focus. We establish a correspondence between the PWL vector fields and vectors formed by some of the following parameters: sets on (crossing, sliding or escaping), kind of equilibrium (real or virtual), intersection of the separatrices with , stability and orientation of the focus. Such vectors are called configurations. We reduce the number of the configurations by an equivalent relation and we analyze for which configurations the corresponding PWL vector fields can have or not closed sliding poly-trajectories. For the singularly perturbed non-smooth systems we study two classes of non-smooth singular perturbation problems: with one critical manifold and with two critical manifolds. For the first class we give sufficient conditions for the persistence of closed poly-trajectories. For the second class we give conditions for persistence of equilibrium points. For the cubic polynomial differential systems in R2 with centers we study the maximum number of limit cycles that bifurcate from some families of planar polynomial differential systems of degree 3 with rational first integrals of degree 2 when they are perturbed inside the classes of all cubic polynomial differential systems / Doutor

Orientador: Luci Any Francisco Roberto / Banca: Pedro Toniol Cardin / Banca: Weber Fl'avio Pereira / Resumo: Neste trabalho temos como principal objetivo determinar quota inferior para o número máximo de ciclos limites de um sistema diferencial polinomial de Liénard descontínuo de grau n com m zonas, para m=2,4. A principal ferramenta é uma combinação da Teoria da Média de primeira ordem com o processo de regularização de sistemas descontínuos. Analisamos detalhadamente um caso particular de um sistema polinomial de Liénard de grau 3 com 4 zonas / Abstract: In this work our main aim is to determine the lower upper bound for the maximum number of limit cycles of a m-piecewise discontinuous Liénard polynomial differential system of degree n, for m=2,4. The main tool is a combination of the first order Averaging Method with the regularization process of discontinuous systems. We analyzed in details a particular case of a 4-piecewise discontinuous Liénard polynomial differential system of degree 3 / Mestre

Orientador: Claudio Gomes Pessoa / Banca: Claudio Aguinaldo Buzzi / Banca: Regilene Delazari dos Santos Oliveira / Resumo: Neste trabalho, estudamos o Problema do Centro-Foco para sistemas planares e sua extensão para sistemas tridimensionais apresentando alguns dos resultados mais recentes da literatura. Nosso enfoque envolve duas abordagens principais: o estudo da aplicação de Poincaré e o Segundo Método de Lyapunov. Destes métodos, surgem dois conjuntos de expressões algébricas denominadas coeficientes de Lyapunov e coeficientes focais. Mostramos a equivalência existente entre estes coeficientes e sua relação com outro importante problema da Teoria Qualitativa das E.D.O.: a bifurcação de ciclos limite a partir de um ponto de Hopf. Além disso, apresentamos o Método da Paralelização, utilizado para obter os coeficientes focais de modo eficiente, e ao final do texto, discutimos alguns exemplos que ilustram os resultados / Abstract: In this work, we study the Center-Focus Problem for planar systems and its extension to three-dimensional systems presenting some of the most recent results in the literature. We focus on two approaches: the study of the Poincaré map and Lyapunov's Second Method. These methods give rise to two sets of algebraic expressions, namely: Lyapunov coefficients and focal coefficients. We show that there is an equivalence between these coefficients and their relation to another important problem in the QualitativeTheory of ODEs: the bifurcation of limit cycles from a Hopf singularity. Moreover, we present the Paralelization Method, used to obtain the focal coefficients in an efficient way, and in the end of the text, we discuss some examples illustrating the results / Mestre

Orientador: Claudio Gomes Pessoa / Banca: João Carlos da Rocha Medrado / Banca: Weber Flávio Pereira / Resumo: Este trabalho está dividido em duas partes. Na primeira, iremos introduzir a nomenclatura de Fillipov e os conceitos básicos e em seguida iremos estudar a classificação de centros em sistemas lineares por partes em duas zonas no plano. Para tal fim, iremos encontrar uma mudança de variáveis que nos permita reduzir o número de parâmetros de doze para cinco. Na segunda parte deste trabalho iremos estudar o surgimento de ciclos limites para esta classe de campo de vetores descontínuos através das aplicações de Poincaré em cada zona. Neste trabalho nos restringiremos ao caso em que não há regiões de sliding no conjunto de descontinuidade / Abstract: This work is divided into two parts. At rst part we introduce the nomenclature of Fillipov and the basics concepts and then we will study the classi cation of centers in piecewise linear systems in the plan. To this end we nd a change of variables that allows us to reduce the initial twelve parameters to ve. In the second part of this work we study the emergence of limit cycles for this class of systems through the Poincar e applications in each region of the plan. In this work we will consider only the case where the set of discontinuity has no sliding regions / Mestre

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-10Bitstream added on 2015-03-03T12:07:11Z : No. of bitstreams: 1 000803634.pdf: 508680 bytes, checksum: bab04e8b7f98eda0b0883ef25409ac2f (MD5) / Este trabalho está dividido em duas partes. Na primeira, iremos introduzir a nomenclatura de Fillipov e os conceitos básicos e em seguida iremos estudar a classificação de centros em sistemas lineares por partes em duas zonas no plano. Para tal fim, iremos encontrar uma mudança de variáveis que nos permita reduzir o número de parâmetros de doze para cinco. Na segunda parte deste trabalho iremos estudar o surgimento de ciclos limites para esta classe de campo de vetores descontínuos através das aplicações de Poincaré em cada zona. Neste trabalho nos restringiremos ao caso em que não há regiões de sliding no conjunto de descontinuidade / This work is divided into two parts. At rst part we introduce the nomenclature of Fillipov and the basics concepts and then we will study the classi cation of centers in piecewise linear systems in the plan. To this end we nd a change of variables that allows us to reduce the initial twelve parameters to ve. In the second part of this work we study the emergence of limit cycles for this class of systems through the Poincar e applications in each region of the plan. In this work we will consider only the case where the set of discontinuity has no sliding regions

Orientador: Luci Any Francisco Roberto / Banca: Francisco Braun / Banca: Tiago de Carvalho / Resumo: Neste trabalho, nosso principal objetivo é estudar a existência e estabilidade de ciclos limite de costura em sistemas lineares planares de Filippov descontínuos obtidos pela agregação de dois sistemas lineares planares do tipo foco, e tendo apenas um ponto de equilíbrio. Ao usar uma forma normal adequada com cinco parâmetros, é realizado um estudo completo de algumas aplicações de Poincaré. São encontradas diferentes bifurcações que são responsáveis pelo aparecimento de ciclos limite de costura e regiões abertas no espaço de parâmetros com nenhum, um, dois e três ciclos limite de costura / Abstract: In this work our main aim is to study the existence and stability of crossing limit cycles in planar linear systems of discontinuous Filippov obtained by the aggregation of two planar linear systems of focus type, and having only one equilibrium point is considered. By using an adequate normal form with five parameters, a thorough study of some Poincar'e maps is performed. Different bifurcations which are responsible for the appearance of crossing limit cycles are detected and open regions in the parameters space with none, one, two and three crossing limit cycles are found / Mestre

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-06-02Bitstream added on 2014-11-10T11:57:47Z : No. of bitstreams: 1 000789673.pdf: 888363 bytes, checksum: 4194b0def3d843232659229fda2098ea (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nesta tese são estudados conjuntos minimais de campos de vetores suaves e descontínuos em dimensões 2 e 3. Primeiramente, restringimos o estudos de conjuntos minimais a ciclos limite e respondemos questões sobre existência, distribuição e quantidade de tais objetos em campos de vetores suaves e descontínuos em dimensão 3. Posteriormente, abordamos a existência de conjuntos minimais não triviais e caos em dimensão 2 para campos de vetores descontínuos. Apresentamos exemplos de conjuntos minimais não triviais e verificamos a presença de caos não determinístico em alguns destes conjuntos. Finalmente, apresentamos uma versão do Teorema de Poincaré-Bendixson para campos de vetores descontínuos que não apresentam regiões de deslize e escape / In this thesis minimal sets of smooth and non-smooth vector fields in dimension 2 and 3 are studied. First the study of minimal sets is restricted to limit cycles. Questions about existence, distribution and quantity of such objects in smooth and non-smooth vector fields in dimension 3 are answered. Later, the existence of non-trivial minimal sets and chaos in dimension 2 is treated for non-smooth vector fields. Some examples of non-trivial minimal sets are presented and the presence of non-deterministic chaos on some of these sets is verified. Finally, a version of the Poincaré-Bendixson Theorem for non-smooth vector fields presenting neither escaping nor sliding motion is presented

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-28Bitstream added on 2014-12-02T11:21:26Z : No. of bitstreams: 1 000795324.pdf: 880364 bytes, checksum: b63c184ad749a25e3e5c34d0f41e7829 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho estudamos sistemas planares lineares por partes em duas zonas. Uma reta passando pela origem separa o plano em duas zonas. Em cada zona consideramos um sistema linear, não necessariamente com singularidade na origem. Essa classe de sistemas possui doze parâmetros. A referência principal para esse trabalho e o artigo [6] de E. Freire, E. Ponce e F. Torres. Utilizando uma mudança de variáveis adequada, o caso particular foco-foco e reduzido para apenas cinco parâmetros. O principal objetivo e caracterizar o número de ciclos limite em função dos cinco parâmetros do sistema. A principal técnica utilizada para o estudo e a aplicação de primeiro retorno de Poincaré. Para o caso em que o sistema não possui deslize na reta de separação a conclusão e que o sistema tem no máximo um ciclo limite. Para o caso com deslize, e considerando que os focos são virtuais, a conclusão e que o sistema tem no máximo dois ciclos limite / In this work we study planar piecewise linear systems in two zones. A straight line through the origin separates the plane into two zones. In each zone we consider a linear system, not necessarily with singularity at the origin. This class system has twelve parameters. The main reference for this work is the paper [6] E. Freire, E. Ponce and F. Torres. Using an appropriate change of coordinates, the particular focus-focus case is reduced to just ve parameters. The main goal is to characterize the number of limit cycles in terms of the ve parameters of the system. The main technique used for the study is the Poincar e rst return map. For the case where the system has no sliding on the line of separatation the conclusion is that the system has at most one limit cycle. For the case with sliding motion, and considering that the foci are virtual, the conclusion is that the system has at most two limit cycles