Este trabalho consiste na análise do comportamento do método WAMG (Wavelet-Based Algebraic Multigrid), método numérico de resolução de sistemas de equações lineares desenvolvido no LMAG-Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado, com relação a diversos suavizadores. O fato dos vetores que compõem os operadores matriciais Pronlongamento e Restrição do método WAMG serem ortonormais viabiliza uma série de análises teóricas e de dados experimentais, permitindo visualizar características não permitidas nos outros métodos Multigrid (MG), englobando o Multigrid Geométrico (GMG) e o Multigrid Algébrico (AMG). O método WAMG V-Cycle com Filtro Haar é testado em uma variedade de sistemas de equações lineares variando o suavizador, o coeficiente de relaxação nos suavizadores Damped Jacobi e Sobre Relaxação Sucessiva (SOR), e a configuração de pré e pós-suavização. Entre os suavizadores testados, estão os métodos iterativos estacionários Damped Jacobi, SOR, Esparsa Aproximada a Inversa tipo Diagonal (SPAI-0) e métodos propostos com a característica de suavização para-otimizada. A título de comparação, métodos iterativos não estacionários são testados também como suavizadores como Gradientes Conjugados, Gradientes Bi-Conjugados e ICCG. Os resultados dos testes são apresentados e comentados. / This work is comprised of WAMG (Wavelet-Based Algebraic Multigrid) method behavioral analysis based on variety of smoothers, numerical method based on linear equation systems resolution developed at LMAG (Applied Electromagnetism Laboratory). Based on the fact that the vectors represented by WAMG Prolongation and Restriction matrix operators are orthonormals allows the use of a variety of theoretical and practical analysis, and therefore gain visibility of characteristics not feasible through others Multigrid (MG) methods, such as Geometric Multigrid (GMG) and Algebraic Multigrid (AMG). WAMG V-Cycle method with Haar Filter is tested under a variety of linear equation systems, by varying smoothers, relaxation coefficient at Damped Jacobi and Successive Over Relaxation (SOR) smoothers, and pre and post smoothers configurations. The tested smoothers are stationary iterative methods such as Damped Jacobi, SOR, Diagonal type-Sparse Approximate Inverse (SPAI-0) and suggested ones with optimized smoothing characteristic. For comparison purposes, the Conjugate Gradients, Bi-Conjugate Gradient and ICCG non-stationary iterative methods are also tested as smoothers. The testing results are formally presented and commented.

O método do gradiente conjugado, na sua forma geral, pode ser aplicado a um sistema de equações lineares algébricas Ax = b, quando A é autoadjunta e positiva definida em relação a um produto interno qualquer. As formas de recorrência de dois termos ou três, que fornecem uma aproximação da solução do sistema, independem do produto interno fixado no espaço universo. A generalidade teórica envolvida em tal contexto encontra-se, nesse trabalho, devidamente justificada. O precondicionamento e a sua relação com o produto interno utilizado, e o método para SELAS singulares e quase singulares também fazem parte da exposição. / The conjugated gradient method, in its general form, can be applied on an algebraic linear system Ax = b , when A is selfadjoint and positive definite with respect to an arbitrary inner product. The three-term recurrence form and the two-term one that give an approximation to the solution of the system do not depend on the inner product in the environment space. The theoretical generality involved in that context is properly justified in this dissertation. The preconditioning and its relationship with the relevant inner product and the conjugate gradient method for the singular and nearly singular systems are also part of this work.

Submitted by Mateus Eduardo Boccardo null (mateuseboccardo@hotmail.com) on 2017-10-16T21:58:41Z No. of bitstreams: 1 SISTEMAS LINEARES- APLICAÇÕES E PROPOSTAS DE AULA USANDO A METODOLOGIA DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS E O SOFTWARE GEOGEBRA.pdf: 1649568 bytes, checksum: c2692aee302e29bada55e36958c6599b (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-18T18:37:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 boccardo_me_me_sjrp.pdf: 1649568 bytes, checksum: c2692aee302e29bada55e36958c6599b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-18T18:37:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 boccardo_me_me_sjrp.pdf: 1649568 bytes, checksum: c2692aee302e29bada55e36958c6599b (MD5) Previous issue date: 2017-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Sistemas Lineares, mais precisamente, Sistemas de Equações Lineares, é ferramenta útil para a resolução de vários problemas práticos e importantes, por exemplo, problemas relacionados a tráfego de veículos, balanceamento de equações químicas, cálculo de uma alimentação diária equilibrada, circuitos elétricos e interpolação polinomial. Neste trabalho abordamos o conteúdo Sistemas Lineares, seus métodos de resolução, algumas de suas inúmeras aplicações, bem como a interpretação geométrica do conjunto solução de sistemas lineares em duas ou três variáveis. Apresentamos também, uma análise de como esse assunto é tratado em alguns documentos oficiais de ensino. Por fim, são expostas duas Propostas de Aula que foram elaboradas para alunos do Ensino Básico, uma para ser desenvolvida usando a Resolução de Problemas como metodologia de ensino (na abordagem de problemas sobre sistemas lineares) e outra, sobre a Interpretação Geométrica do conjunto solução de Sistemas Lineares, para ser realizada na Sala de Informática, utilizando o software GeoGebra. / Linear System, more precisely, System of Linear Equations, is a useful tool for their solution of several practical and important problems, for example problems related to vehicle traffic, balancing of chemical equations, elaboration healthy daily diet, electrical circuits and polynomial interpolation. In this work, we study Linear System, its methods of resolution, some of its numerous applications, as well as the geometric interpretation of the solution set of linear system in two or three variables. We also present an analysis of how this subject is treated in some official teaching documents. Finally, we present two Class Proposals that are elaborated for Basic Education students, one to be developed using Problem Solving as a teaching methodology (in the approach to problems on linear system) and another, on the Geometric Interpretation of the solution set of Linear System, to be held in the Computer Laboratory, using GeoGebra software.

O método do gradiente conjugado, na sua forma geral, pode ser aplicado a um sistema de equações lineares algébricas Ax = b, quando A é autoadjunta e positiva definida em relação a um produto interno qualquer. As formas de recorrência de dois termos ou três, que fornecem uma aproximação da solução do sistema, independem do produto interno fixado no espaço universo. A generalidade teórica envolvida em tal contexto encontra-se, nesse trabalho, devidamente justificada. O precondicionamento e a sua relação com o produto interno utilizado, e o método para SELAS singulares e quase singulares também fazem parte da exposição. / The conjugated gradient method, in its general form, can be applied on an algebraic linear system Ax = b , when A is selfadjoint and positive definite with respect to an arbitrary inner product. The three-term recurrence form and the two-term one that give an approximation to the solution of the system do not depend on the inner product in the environment space. The theoretical generality involved in that context is properly justified in this dissertation. The preconditioning and its relationship with the relevant inner product and the conjugate gradient method for the singular and nearly singular systems are also part of this work.

O método do gradiente conjugado, na sua forma geral, pode ser aplicado a um sistema de equações lineares algébricas Ax = b, quando A é autoadjunta e positiva definida em relação a um produto interno qualquer. As formas de recorrência de dois termos ou três, que fornecem uma aproximação da solução do sistema, independem do produto interno fixado no espaço universo. A generalidade teórica envolvida em tal contexto encontra-se, nesse trabalho, devidamente justificada. O precondicionamento e a sua relação com o produto interno utilizado, e o método para SELAS singulares e quase singulares também fazem parte da exposição. / The conjugated gradient method, in its general form, can be applied on an algebraic linear system Ax = b , when A is selfadjoint and positive definite with respect to an arbitrary inner product. The three-term recurrence form and the two-term one that give an approximation to the solution of the system do not depend on the inner product in the environment space. The theoretical generality involved in that context is properly justified in this dissertation. The preconditioning and its relationship with the relevant inner product and the conjugate gradient method for the singular and nearly singular systems are also part of this work.

Orientador: Hugo Enrique Hernández-Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T06:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudio_Kleucio_D.pdf: 3139134 bytes, checksum: 900508bd03693258d7011b6af9debd55 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O método de elementos finitos é largamente empregado na modelagem de problemas de eletromagnetismo. A modelagem implícita deste método recai em resolver sistemas de equações lineares esparsas, esta etapa é de alto custo computacional. Este trabalho propõe alternativas com o objetivo de melhorar o desempenho computacional das aplicações provenientes de formulações via elementos finitos, através do aproveitamento de soluções de sistemas de equações lineares por métodos direto e iterativo, para simular dispositivos ópticos com as características físicas alteradas constantemente. Na solução dos sistemas de equações, utilizou-se o método direto com Small Rank Adjustment e o método iterativo gradiente bi-conjugado estabilizado precondicionado com análises de reaproveitamento do precondicionador ILUT. Nos estudos desenvolvidos obteve-se um melhor desempenho computacional quando se utilizou o método iterativo. Estes resultados são de grande importância na área de otimização de dispositivos fotônicos tais como acopladores, filtros, demultiplexadores, etc, pois a otimização destes dispositivos consiste em avaliar várias configurações do espaço de busca, implicando em resolver vários sistemas de equações lineares similares provenientes do método de elementos finitos. / Abstract: The Finite Element Method is one of the most popular numerical tools in electromagnetics. Implicit schemes require the solution of sparse linear equation systems, this step demands a lot of computational time. This work proposes alternatives enhancements to obtain better computational performance of such implicit schemes. This was made through the improvement of direct and iterative methods, for problems which may be interpreted as perturbations of a given original one. This is very important specially in the optimization process of devices, due to the fact that one needs to solve many linear systems with little changes at each step, to explore the search space, so many perturbed linear systems are solved to obtain the optimum device. For direct methods the Small Rank Adjustment technique was used, while for iterative methods, the Preconditioned Gradient Stabilized Biconjugate Method reusing the preconditioner, were adopted. The applications were focused on the design of photonic devices, like couplers, filters, demultiplexers, etc. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Introdução: Através da ferramenta estatística denominada análise de regressão linear múltipla se gerou equações preditivas de temperatura interna do ar de uma edificação com paredes e lajes compostas por painéis de concreto alveolar, com sistema de cobertura verde. Justificativa: Com equações preditivas é possível simular temperaturas internas de edificações utilizando uma pequena entrada de dados com uma precisão satisfatória. Utilizando tais equações é possível, também, corrigir erros de projetos antes de sua execução. Objetivos: Gerar equações preditivas para o período seco (outono e inverno) e para o período chuvoso (primavera e verão) para a edificação analisada. Metodologia: Foram selecionadas duas séries de dados, um referente ao período de característica seca e outro de característica chuvosa. Foram geradas equações preditivas de temperatura interna do ar máxima, média e mínima para os dois períodos, utilizando análise de regressão linear. Resultados: Foram geradas sete equações preditivas para o período seco e cinco para o período chuvoso. As diferenças máximas, em módulo, entre as temperaturas estimadas pelas equações e as monitoradas experimentalmente ficaram em aproximadamente 2°C. Conclusão: As equações preditivas geradas para os dois períodos considerados descrevem satisfatoriamente o comportamento térmico da edificação. / Introduction: Using a statistics tool called multiple linear regression, we created equations for predicting the indoor temperature in a building with walls and ceiling build from panels of alveolar concrete, with a green roof system. Explanation: Predictive equations enable simulations of indoor temperatures of buildings using a small number of data and with a satisfactory precision. They also allow corrections on project errors before they are put into effect. Objectives: Generate predictive equations for the building for the dry season (autumn and winter) and for the rainy season (spring and summer). Method: We selected two series of data, one for the dry and one for the rainy season. Using linear regression analysis we ran predictive equations for maximum, intermediate and minimum indoor temperatures of the air for both seasons. Results: We created seven predictive equations for the dry season and five for the wet season. The largest differences (in module) between the temperatures estimated using equations and monitored experimentally was approximately 2°C. Conclusion: The predictive equations generated for both periods described satisfactorily the thermal behavior of the building.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-16T13:17:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Marcelo Simplício de Lyra - 2014.pdf: 2216498 bytes, checksum: e17b32a5feca5b8118ebc97a0684a160 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-16T13:45:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Marcelo Simplício de Lyra - 2014.pdf: 2216498 bytes, checksum: e17b32a5feca5b8118ebc97a0684a160 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-16T13:45:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Marcelo Simplício de Lyra - 2014.pdf: 2216498 bytes, checksum: e17b32a5feca5b8118ebc97a0684a160 (MD5) Previous issue date: 2014-07-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This research presents a new approach that aims to introduce linear programming into the high school taking into account the teaching techniques, teacher and student profiles, and the flexibility of the curriculum. The context of the linear programming involves problems with two or three variables, since problems with many variables cannot be easily considered in a high school curriculum, especially due to the time required to solve such problems. The approach is developed under an algebraic point of view, in which the linear problem‟s solutions are obtained by a resolution of systems of linear equations. The approach also considers a numerical and computer simulation software, denominated Octave®, in order to solve those systems of linear equations and, consequently, this software may be used as a tool that allows extending such approach to solve linear programming problems with several decision variables. / Esta pesquisa apresenta uma proposta de introdução da programação linear no ensino médio levando em consideração os métodos de ensino, o perfil profissional do professor, o perfil do estudante e a flexibilização do currículo escolar. O contexto da programação linear envolve problemas de duas ou três variáveis, uma vez que problemas com mais variáveis podem não se adequar ao currículo do ensino médio, em especial pelo fator tempo. Parte-se de um desenvolvimento algébrico, em que as soluções do problema são obtidas por meio da resolução de vários sistemas de equações lineares. A proposta também inclui utilizar um software de simulação numérica e computacional, denominado Octave®, para a resolução dos vários sistemas lineares e, consequentemente, ser usado como uma estratégia para estender a proposta para problemas de programação linear com várias variáveis de decisão.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação, apresentamos os resultados de uma ampla pesquisa bibliográfica sobre as equações diofantinas e seus métodos de solução mais utilizados. A mais simples desta classe de equações é a da forma ax + by = c, com a, b e c números inteiros e ab 6= 0, chamada equação diofantina linear nas duas incógnitas x e y. No trabalho, expomos diversos métodos de resolução destas equações, em duas e três incógnitas. Para tanto, utilizamos conceitos de divisibilidade, divisão euclidiana, máximo divisor comum, números primos, dentre outros, que formam parte do currículo do Ensino Fundamental. No Brasil, as equações diofantinas não são comumente exploradas na Educação Básica, embora sejam perfeitamente compreensíveis nesse nível, como se mostra no texto do professor A. Guelfond, consultado na redação do trabalho. Na dissertação, incluímos, também, um capítulo sobre as contribuições de Diofanto para a Aritmética, que pode ser uma fonte de motivação para o estudo das equações diofantinas; e outro capítulo, ampliando as perspectivas sobre equações diofantinas não lineares. Esperamos que o trabalho seja uma fonte bibliográfica facilmente acessível aos professores da Educação Básica, e estimule seu interesse e criatividade para a introdução elementar desses conteúdos na prática docente e na preparação dos alunos para as Olimpíadas de Matemática. / In this dissertation, the results of a wide bibliographic research about Diophantine equations and their most used solution methods are exposed. The simplest equation of these class is the one in the form ax + by = c, with a, b and c integers numbers and ab 6= 0, called Diophantine linear equation in the unknowns x and y. Divers solutions methods for these equations, in two or three unknowns are discussed. Therefore, concepts like divisibility, Euclidean division, grated common divisor, prime numbers, among others, that are included in the Elementary Schools curriculum. In Brazil, Diophantine equations are not commonly exploited in Basic Education, even though they are perfectly understandable at this educational level, like Professor A. Guelfond shows in his book consulted in the redaction of the dissertation. There are also a chapter about Diophantuss contributions to Arithmetic, which can be a source of motivation to study the Diophantine equations; and another chapter, extending perspectives, about nonlinear Diophantine equations. We hope that the dissertation becomes a suitable easy accessible bibliographic font for Basic Education teachers and stimulates their interest and creativity for an elemental introducing of these contents in their teaching and in the students training for Math Olympiads.

Made available in DSpace on 2016-04-27T16:57:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Emerson Pereira Rodrigues.pdf: 5383374 bytes, checksum: 97ac5f06e6504db9e26d782c33cfbb75 (MD5) Previous issue date: 2011-11-10 / Secretaria da Educação do Estado de São Paulo / The aim of this documentary qualitative research is to investigate how the content from the "Linear Equations Systems in Mathematics Teacher's Notebooks from São Paulo's public schools (from 2008 and 2009)" is covered. Our interest about this research started when the Pedagogical Mathematics Report (2010) was presented. In this report, they affirmed that high school students present more difficulty to learn Mathematics than elementary school students do. To develop this paper we have researched the official documents, to see what they recommend in teaching linear equations systems to high school and elementary school students. For comparison, we have also explored two didactical Mathematics book collections. We have found out that Mathematics Teacher's Notebooks from São Paulo's public schools (from 2008 and 2009) use an approach that is similar to didactical books; the biggest difference has been found in materials dedicated to high school. While didactic books teach subjects followed by exercises, authors from Mathematics Teacher's Notebooks from São Paulo's public schools worry more about contextualizing the subject to student's realities. The aim of this paper is to propitiate an analysis of Mathematics Teacher's Notebooks from São Paulo's public schools from the 3rd bimester from the 8th year in high school and the 2nd grade from the 2nd year in high school referring to teaching linear equations systems. The product of this analysis can be found separately from this paper, and it is available online at www.pucsp.br/pos/edmat / Esta pesquisa qualitativa do tipo documental tem como objetivo investigar como é abordado o conteúdo de Sistemas de Equações Lineares nos Cadernos do Professor de Matemática da rede pública de São Paulo de 2008 e 2009. Nosso interesse em realizar esta pesquisa partiu da constatação apresentada no Relatório Pedagógico de Matemática (2010) que o aluno do Ensino Médio apresenta uma maior dificuldade com relação à aprendizagem de Matemática que o aluno do Ensino Fundamental. Para o desenvolvimento deste trabalho investigamos o que os documentos oficiais recomendam para o ensino de sistemas de equações lineares para o Ensino Fundamental e Médio. Para efeito de comparação investigamos também duas coleções de livros didáticos de Matemática. Nosso estudo constatou que os Cadernos do Professor de Matemática de 2008 e o de 2009 do Ensino Fundamental abordam de forma semelhante aos livros didáticos. A maior diferença foi constatada nos materiais destinados ao Ensino Médio. Enquanto os livros didáticos abordam os conteúdos seguidos de exercícios, os autores dos Cadernos do Professor de Matemática se preocupam com a contextualização do conteúdo estudado com relação à realidade do aluno, constatamos também a ausência de uma discussão mais abrangente a respeito da classificação dos sistemas lineares em função de um parâmetro. Este trabalho tem como produto propiciar uma análise do Caderno do Professor de Matemática do 3º bimestre do 8º ano do Ensino Fundamental e da 2ª série do 2º ano do Ensino Médio referente ao ensino de sistemas de equações lineares. Esse produto encontra-se em separado da dissertação e está disponível para o uso de professores interessados na página do Programa (www.pucsp.br/pos/edmat)