Neste trabalho é estudada a convexidade dos conjuntos de nível das soluções de dois problemas envolvendo equações elípticas. O primeiro desses problemas se refere a uma equação da forma 4u = °(u) em um anel convexo, com condições de fronteira u = 0 na fronteira externa e u = 1 na fronteira interna. Para provar a existência de solução do problema utiliza-se o método variacional. O problema de mostrar a convexidade dos conjuntos de nível é transformado em um problema de maximizar uma certa função. O segundo problema considerado é o de mostrar que é log-côncava a primeira autofunção do laplaciano, que tenha como peso uma função côncava.

Neste trabalho é estudada a convexidade dos conjuntos de nível das soluções de dois problemas envolvendo equações elípticas. O primeiro desses problemas se refere a uma equação da forma 4u = °(u) em um anel convexo, com condições de fronteira u = 0 na fronteira externa e u = 1 na fronteira interna. Para provar a existência de solução do problema utiliza-se o método variacional. O problema de mostrar a convexidade dos conjuntos de nível é transformado em um problema de maximizar uma certa função. O segundo problema considerado é o de mostrar que é log-côncava a primeira autofunção do laplaciano, que tenha como peso uma função côncava.

Neste trabalho é estudada a convexidade dos conjuntos de nível das soluções de dois problemas envolvendo equações elípticas. O primeiro desses problemas se refere a uma equação da forma 4u = °(u) em um anel convexo, com condições de fronteira u = 0 na fronteira externa e u = 1 na fronteira interna. Para provar a existência de solução do problema utiliza-se o método variacional. O problema de mostrar a convexidade dos conjuntos de nível é transformado em um problema de maximizar uma certa função. O segundo problema considerado é o de mostrar que é log-côncava a primeira autofunção do laplaciano, que tenha como peso uma função côncava.

Estudamos o Espectro de Fucík para o operador Laplaciano, isto é, o conjunto \'SIGMA\' das duplas (\'mü\', \'nü\') \'ESTA CONTIDO EM\' \'R POT. 2\', tais que o problema { - \'DELTA\' u(x) = \'\'\'mü \'nü\' POT. + (x); \'EPSILON\' \' OMEGA\', Bu = o; x \'EPSILON\' \'PARTIAL\' \' OMEGA\', admita soluções não triviais, onde \'OMEGA \'ESTA CONTIDO EM\' \'R POT. n\' é um domínio limitado, \'u POT +\'(x) = max{0, u(x)}, \' u POT. -\' (x) = f -u (x)} e B representa condições de contorno. Inicialmente apresentamos alguns resultados abstratos sobre o Espectro de Fucík e em seguida o calculamos explicitamente no caso unidimensional para os problemas de Dirichlet e de Neumann. Estes resultados são aplicados ao estudo da solubilidade do problema { - \'DELTA\' u(x) = f(x, u (x)); x \'epsilon\' \'OMEGA\', Bu = 0; x \'epsilon\' \'PARTIAL\' \' OMEGA\', quando a não linearidade f é uma conveniente perturbação de \'mü\'\'u POT. + - \'\'nü\' u+ - \'\'nü\' u POT. n\', descreveremos diferentes comportamentos em função dos parâmetros (\'mü\', \'nü\'). Por fim, consideramos o Espectro de Fucík em dimensão maior. Neste caso não é possível calculá-lo explicitamente, assim apresentamos uma caracterização variacional da sua primeira curva não trivial. Esta caracterização nos permitirá obter várias informações sobre a forma desta curva e também outros resultados sobre a solubilidade de (2) / We study the Fucik Spectrum for the Laplacian operator, that is, the set \'SIGMA\' of the couples (\'mü\', \'nü\') \'ARE THIS ESTA CONTAINED\' \'R POT. 2\', for which the problem { - \'DELTA\' u(x) = \'\'\'mü \'nü\' POT. + (x); \'EPSILON\' \' OMEGA\', Bu = 0; x \'EPSILON\' \'PARTIAL\' \' OMEGA\', admits a nontrivial solution, where \'OMEGA\' \'EPSILON\' \'R POT. n\' is a bounded domain, \'u POT. + (x) = max {0, u(x)}, \'u POT. -\'(x) = {0, - u(x)} and B represents some boundary condition. We first show abstract results about the Fucik Spectrum and then we compute it explicitly in the one dimensional case for the Dirichlet and Neumann problems. These results one applied at the study of the solvability of the problem. { - \'DELTA\'u(x) = f (x, u(x)), x \'EPSILON\' \'OMEGA\', Bu = 0; x \'EPSILON\' \'PARTIAL\'\'OMEGA\', whe3n the nonlinearity f is a suitable pertubation of \'mü\'\'u POT. + - \'\'nü\' u+ - \'\'nü\' u POT. n\'; we describe different behaviors depending on the parameters (\'mü\', \'nü\'). Finally, we consider the Fucik Spectrum in higher dimension. In this case it is not possible to compute it explicitly, so we will show a variational characterization of the first nontrivial curve. This characterization will allow to obtain some information on the properties of this curve and also further results on the solvability of (2)

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / O fato de que o problema de Neumann possui solução única quando estudo em adequados espaços de Holder, nos permite resolver problemas elípticos até agora tratados com dados iniciais infinitamente diferenciáveis. De posse da existência e da unicidade da solução do problema de Neumann, encontra-se uma função que se anula na fronteira do conjunto onde esta função está definida e cujo divergente é igual a uma função dada. Esta ultima afirmação nos permite determinar um difeomorfismo que preserva a fronteira e tal que o determinante da diferencial é igual a uma função inicial. A partir daí, dados um domínio limitado do espaço euclidiano de dimensão n e duas n-formas tais que suas funções coeficientes são positivas, então, sob algumas hipóteses de regularidade, existe um difeomorfismo definido nesse domínio tal que o pull-back de uma das formas por esse difeomorfismo é proporcional à segunda forma. A constante de proporcionalidade vem dada pelo quociente das integrais das formas, calculadas em todo o domínio. O resultado acima pode ser escrito em uma forma mais analítica. Após essa reformulação, verifica-se que o mesmo é uma conseqüência do resultado descrito a seguir. Dados um domínio limitado e uma função positiva definida no fecho deste de forma tal que a integral da mesma neste domínio seja igual ao volume do mesmo, então, adicionando algumas hipóteses de regularidade, existe um difeomorfismo tal que, para todo ponto do interior do conjunto, o determinante da derivada desse difeomorfismo é igual à função dada. Além disso, esse difeomorfismo preserva pontualmente a fronteira do conjunto. Como conseqüência podemos construir difeomorfismos que preservam volume com valor de fronteira dado.

Made available in DSpace on 2015-05-15T11:46:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 821214 bytes, checksum: bbb3af92815a2255802c1f8a95d72c94 (MD5) Previous issue date: 2009-04-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we present results of existence, non-existence and uniqueness of radial positive solutions for elliptic semilinear equations in subdomains of euclidean plane. We consider nonlinearities involving critical growth the type Trudinger- Moser. The technique used is shooting method introduced in 1905 by Severini [21]. This is a iterative method which permits determine the solution of a contour problem by analysis of approximated solutions of a family of initial value problems generated by himself. For its iteractive caracter, the shooting method it has been used effectively in applied mathematics, for exemple in the computational mathematical, where specific algorithms are used to perform such interactions. Here in an abstract approach through analytic techniques of continuity we examined whether an iteration converges to a solution of the contour problem under study. / Neste trabalho apresentamos resultados de existência, não existência e unicidade de soluções radiais positivas para equações elípticas semilineares em subdomínios do plano euclidiano. As não linearidades que consideramos envolvem crescimento crítico do tipo Trudinger-Moser. Utilizamos uma técnica conhecida como shooting method introduzida em 1905 por Severini [21]. Um método iterativo que permite determinar a solução de um problema de contorno por meio da análise de soluções aproximadas de uma família de problemas de valor inicial geradas por este. Por seu caráter iterativo, o shooting method tem sido utilizado com eficiência em matemática aplicada, como por exemplo, matemática computacional, onde formula-se algorítmos específicos para executar tais iterações. Aqui, dentro de um enfoque abstrato, utilizaremos técnicas analíticas de continuidade para analisar se determinada iteração converge para uma solução do problema de contorno em estudo.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2015-05-28T17:33:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) tese-Tarciana-versao biblioteca.pdf: 875199 bytes, checksum: c81d29e7adf78a92c64cbe5a5d55d4fb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-28T17:33:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) tese-Tarciana-versao biblioteca.pdf: 875199 bytes, checksum: c81d29e7adf78a92c64cbe5a5d55d4fb (MD5) Previous issue date: 2013-12-13 / Capes/Cnpq / Usando métodos variacionais estudamos existência e multiplicidade de soluções para algumas classes de equações de Schrödinger com potenciais que podem mudar de sinal e não linearidades que têm crescimento subcrítico Sobolev e crescimento crítico no sentido de Trudinger-Moser

Estudamos o Espectro de Fucík para o operador Laplaciano, isto é, o conjunto \'SIGMA\' das duplas (\'mü\', \'nü\') \'ESTA CONTIDO EM\' \'R POT. 2\', tais que o problema { - \'DELTA\' u(x) = \'\'\'mü \'nü\' POT. + (x); \'EPSILON\' \' OMEGA\', Bu = o; x \'EPSILON\' \'PARTIAL\' \' OMEGA\', admita soluções não triviais, onde \'OMEGA \'ESTA CONTIDO EM\' \'R POT. n\' é um domínio limitado, \'u POT +\'(x) = max{0, u(x)}, \' u POT. -\' (x) = f -u (x)} e B representa condições de contorno. Inicialmente apresentamos alguns resultados abstratos sobre o Espectro de Fucík e em seguida o calculamos explicitamente no caso unidimensional para os problemas de Dirichlet e de Neumann. Estes resultados são aplicados ao estudo da solubilidade do problema { - \'DELTA\' u(x) = f(x, u (x)); x \'epsilon\' \'OMEGA\', Bu = 0; x \'epsilon\' \'PARTIAL\' \' OMEGA\', quando a não linearidade f é uma conveniente perturbação de \'mü\'\'u POT. + - \'\'nü\' u+ - \'\'nü\' u POT. n\', descreveremos diferentes comportamentos em função dos parâmetros (\'mü\', \'nü\'). Por fim, consideramos o Espectro de Fucík em dimensão maior. Neste caso não é possível calculá-lo explicitamente, assim apresentamos uma caracterização variacional da sua primeira curva não trivial. Esta caracterização nos permitirá obter várias informações sobre a forma desta curva e também outros resultados sobre a solubilidade de (2) / We study the Fucik Spectrum for the Laplacian operator, that is, the set \'SIGMA\' of the couples (\'mü\', \'nü\') \'ARE THIS ESTA CONTAINED\' \'R POT. 2\', for which the problem { - \'DELTA\' u(x) = \'\'\'mü \'nü\' POT. + (x); \'EPSILON\' \' OMEGA\', Bu = 0; x \'EPSILON\' \'PARTIAL\' \' OMEGA\', admits a nontrivial solution, where \'OMEGA\' \'EPSILON\' \'R POT. n\' is a bounded domain, \'u POT. + (x) = max {0, u(x)}, \'u POT. -\'(x) = {0, - u(x)} and B represents some boundary condition. We first show abstract results about the Fucik Spectrum and then we compute it explicitly in the one dimensional case for the Dirichlet and Neumann problems. These results one applied at the study of the solvability of the problem. { - \'DELTA\'u(x) = f (x, u(x)), x \'EPSILON\' \'OMEGA\', Bu = 0; x \'EPSILON\' \'PARTIAL\'\'OMEGA\', whe3n the nonlinearity f is a suitable pertubation of \'mü\'\'u POT. + - \'\'nü\' u+ - \'\'nü\' u POT. n\'; we describe different behaviors depending on the parameters (\'mü\', \'nü\'). Finally, we consider the Fucik Spectrum in higher dimension. In this case it is not possible to compute it explicitly, so we will show a variational characterization of the first nontrivial curve. This characterization will allow to obtain some information on the properties of this curve and also further results on the solvability of (2)

Problemas de interface do tipo elípticos são frequentemente encontrados em dinâmicas de fluidos, ciências dos materiais, mecânica e outros campos de estudo. Em particular, o clássico Método de Interface Imersa (IIM) figura como uma das abordagens numéricas mais robustas para resolver problemas dessa categoria, o qual tem sido empregado recorrentemente para simular o comportamento de fluxos sobre corpos imersos em malhas cartesianas. Embora esse método seja eficiente e robusto, técnicas construídas com base no IIM impõem como restrições matemáticas diversos tipos de condições de salto na interface a fim de serem passíveis de utilização na prática. Nesta tese, introduzimos um novo método de Interface Imersa para resolver problemas elípticos com coeficientes descontínuos em malhas cartesianas. Diferentemente da maioria das formulações existentes que dependem de vários tipos de condições de salto para produzirem uma solução para o problema elíptico, o esquema aqui proposto reduz significativamente o número de restrições ao solucionar a EDP estudada, isto é, apenas os saltos de ordem zero das incógnitas devem ser fornecidos. A técnica apresentada combina esquemas de Diferenças Finitas, abordagem do Ponto Fantasma, modelos de correções e regras de interpolação em uma metodologia única e concisa. Além disso, o método proposto é capaz de produzir soluções de alta ordem, incluindo cenários onde há poucos dados disponíveis onde o quesito alta precisão é indispensável. A robustez e a precisão do método proposto são verificadas através de uma variedade de experimentos numéricos envolvendo diversos problemas elípticos com interfaces arbitrárias. Finalmente, a partir dos testes numéricos conduzidos, é possível concluir que o método projetado produz aproximações de alta ordem a partir de um número muito condensado de restrições matemáticas. / Elliptic interface problems are often encountered in fluid dynamics, material sciences, mechanics and other relevant fields of study. In particular, the well-known Immersed Interface Method (IIM) figures among the most effective approaches for solving non-trivial problems, where the method is traditionally used to simulate the flow behavior over complex bodies immersed in a cartesian mesh. Although their powerfulness and versatility, techniques that are built in light of the IIM impose as constraints different types of jump conditions at the interface in order to be properly managed and applicable for specific purposes. In this thesis, we introduce a novel Immersed Interface Method for solving Elliptic problems with discontinuous coefficients on cartesian grids. Different from most existing formulations that rely on various jump conditions types to get a valid solution, the present scheme reduces significatively the number of constraints when solving the PDE problem, i.e., only the ordinary jumps of the unknowns are required to be given, a priori. Our technique combines Finite Difference schemes, Ghost node strategy, correction models, and interpolation rules into a unified and concise methodology. Moreover, the method is capable of producing high-order solutions, succeeding in many practical scenarios with little available data wherein high precision is indispensable. We attest the robustness and the accuracy of the proposed method through a variety of numerical experiments involving several Elliptic problems with arbitrary interfaces. Finally, from the conducted numerical tests, we verify that the designed method produces high-order approximations from a very limited number of valid jump constraints.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-28T12:57:45Z No. of bitstreams: 1 TeseMBG.pdf: 1301410 bytes, checksum: e751c807c846be076f34e9f41de907ae (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T18:31:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMBG.pdf: 1301410 bytes, checksum: e751c807c846be076f34e9f41de907ae (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T18:31:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMBG.pdf: 1301410 bytes, checksum: e751c807c846be076f34e9f41de907ae (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T18:32:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMBG.pdf: 1301410 bytes, checksum: e751c807c846be076f34e9f41de907ae (MD5) Previous issue date: 2016-03-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In this work we study the existence of weak solutions for four nonlinear elliptic problems of Kirchhoff type. These problems have in common the presence of a function M : R+ [ f0g ! R+; known as Kirchhoff-type function. The first problem deals with a Kirchhoff type equation involving subcritical exponents while the second problem deals with the same equation but with a critical Caffarelli-Kohn-Nirenberg exponent. In the third problem, we study a system of Kirchhoff type equations involving critical Caffarelli-Kohn-Nirenberg exponents. The latter problem involves a Kirchhoff type operator and a nonlinear boundary condition. Due to the presence of the Kirchhoff type operator in the equations, these problems are called nonlocal problems. This phenomenon causes some mathematical difficulties, which makes the study of such a class of problem, particularly interesting. In our studies we used classical variational methods such as The Mountain Pass Theorem and the Krasnoseslkii genus theory. / Nesse trabalho, estudamos a existência de soluções fracas para quatro problemas elípticos não lineares envolvendo equações do tipo Kirchhoff. Esses problemas apresentam em comum a presença de uma função M : R+ [ f0g ! R+; conhecida como função do tipo Kirchhoff. O primeiro problema estudado trata de uma equação do tipo Kirchhoff envolvendo expoentes subcríticos, enquanto o segundo problema trata da mesma equação envolvendo o expoente crítico de Caffarelli-Kohn Nirenberg. No terceiro problema, estudamos um sistema de equações do tipo Kirchhoff envolvendo expoentes críticos de Caffarelli-Kohn-Nirenberg. O último problema estudado envolve um operador do tipo Kirchhoff e uma condição de fronteira não-linear. Devido ao operador do tipo Kirchhoff nas equações, esses problemas são ditos não-locais. As dificuldades matemáticas encontradas nesse fenômeno é o que torna o estudo dessa classe de problemas particularmente interessante. Em nossos estudos utilizamos métodos variacionais clássicos, como o Teorema do Passo da Montanha e a teoria de gênero de Krasnoseslkii.