Orientador: Prof. Dr. Valério Ramos Batista. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Matemática, 2009. / A tese de mestrado versa sobre o artigo A family of triply periodic Costa surfaces, que apresenta uma demonstração completa de unicidade e convergência para uma família contínua a um parâmetro de Superfícies Mínimas Triplamente Periódicas. No artigo, a demonstração é norteada por simulações numéricas em MatLab, que motivam as provas teóricas. Entretanto, o presente trabalho não contemplará esta parte numérica, por dar prioridade aos argumentos Geométricos do artigo. De fato, a Geometria é uma importante ferramenta para outras áreas, mesmo da própria Matemática, não apenas por facilitar demonstrações, mas também por torná-las acessíveis. Dentre as sub-áreas da Matemática, obviamente a mais visual é a Geometria, que mesmo equipada com técnicas como Variáveis Complexas, Diferenciabilidade, Homologia, etc., não perde sua concretividade: curvas, superfícies, rotação, etc. O trabalho [RamosBatista2] é inovador, pois apresenta as primeiras superfícies mínimas triplamente periódicas cuja construção explícita não pode ser realizada pelo Método de Conjugação de Plateau. Além da unicidade e convergência mencionadas acima, traz uma descrição explícita dos membros-limite. É raro encontrar um estudo tão completo como neste artigo. A família de superfícies é obtida pelo método de construção reversa introduzido por Karcher em 1989. Tal método consiste dos seguintes passos: 1) esboço da superfície; 2) compacticação; 3) hipóteses de simetria; 4) equação algébrica; 5) obtenção dos dados de Weierstraÿ; 6) vericação de involuções e hipóteses de simetria; 7) análise de períodos; e 8) mergulho. As ferramentas teóricas deste método são apresentadas no Capítulo 2 da presente Tese de Mestrado. / This present work deals with the article A family of triply periodic Costa surfaces, which brings a complete demonstration for including uniqueness and convergence of a continuous one-parameter family of Triply Periodic Minimal Surfaces. In the paper, the theoretical proofs are motivated by numerical evidences obtained through the software MatLab. However, this present work will not include the numerics, because we give preference to the geometric arguments of the paper. Indeed, Geometry is an important tool for other research areas, even inside Mathematics itself, not just for easing demonstrations a lot, but also because it makes them accessible. Among the sub-areas in Mathematics, obviously the most visually appealing is the Geometry. Even equipped with techniques like Complex Variables, Dierentiability and Homology, it never loses its concreteness: curves, surfaces, rotations, etc. The paper [RamosBatista2] is innovative because presents the rst triply periodic minimal surfaces of which the explicit construction cannot be accomplished by Plateau's Conjugate Method. Besides uniqueness and convergence mentioned above, it brings an explicit description of the limit-members. Such a complete study is rare to nd. The family of surfaces is obtained via the reverse construction method introduced by Karcher in 1989. This method consists of the following steps: 1) drafting the soughtafter surface; 2) compactication; 3) symmetry hypotheses; 4) algebraic equation; 5) Weierstraÿ data; 6) checking involutions from symmetry hypotheses; 7) period analysis; 8) embeddedness. The main theoretical tools for this method are presented in Chapter 2 of this Master Thesis.

Orientador: Márcio Fabiano da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Matemática Aplicada, 2013

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Seja Mn uma hipersuperficie r&#8722;minima de Rn+1, ou seja, suponha que M tem curvatura S r+1 identicamente nula. M Ã dita regular se fora de algum compacto M Ã a uniÃo disjunta de um nÃmero finito de fins, cada um deles regular, isto Ã, com o mesmo comportamento assintÃtico de uma hipersuperfÃcie rotacional. Mostramos que hipersuperfÃcies r-mÃnimas elipticas e mergulhadas no espaÃo Euclidiano Rn+1, 3/2(r + 1) n < 2(r + 1), com dois fins, ambos regulares, sÃo catenÃides (i.e. hipersuperfÃcies rotacionais). Isto estende resultados prÃvios apresentadospor Schoen [7] e Hounie-Leite [3]. / Let Mn be a r-minimal hypersurface in Rn+1, i.e., suppose M has curvature S r+1 identically zero. M is said regular if out of any compact M is the disjunct union of a finite number of ends, each regular, i.e., with the same assymptotic behavior that a rotational hypersurface. It is shown that embedded, elliptic rminimal hypersurfaces in Euclidean space Rn+1, 3/2 (r + 1) n < 2(r + 1), with two ends, both regular, are catenoids (i.e. rotational hypersurfaces). This extendsprevious results by Schoen [7] and Hounie-Leite [3].

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Neste trabalho apresentamos uma classificaÃÃo das hipersuperficies rotacionais com curvatura escalar constante nas formas espaciais devida a M. Leite / In this work we present a classification theorem for the rotational hypersurfaces with constant scalar curvature in the space forms due to M.Leite

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Uma hipersuperficie sigma està contido Rn+1 à r-mÃnima se sua (r + 1)-curvatura (a (r + 1)-Ãsima funÃÃo simÃtrica elementar de suas curvaturas principais) à identicamente nula. Se n > 2(r + 1)mostramos que a hipersuperfÃcie r-mÃnima rotacionalmente invariante en Rn+1, a saber, o n-catenÃide, descrito em [HL1], à nÃo-degenerado no sentido que nÃo possui campos de Jacobi que decaem suficientemente rÃpido no infinito. Combinando isto com a teoria de deformaÃÃo em espaÃos de Holder com peso desenvolvida por Mazzeo, Pacard, Pollack, Uhlenbeck e outros,obtemos novos resultados sobre a estrutura de hipersuperfÃcies r-mÃnimas com fins planares. Por exemplo, mostramos que o espaÃo moduli Mr,k de hipersuperfÃcies completas r-mÃnimas elÃpticas no espaÃo euclidiano Rn+1, n > 2(r + 1), com k > 2 fins planares, tem a estrutura de variedade analÃtica de dimensÃo formal k(n + 1), que à realizada na vizinhanÃa de umelemento nÃo-degenerado. Mais ainda, produzimos novos exemplos de famÃlias de dimensÃo infinita de hipersuperfÃcies r-mÃnimas obtidas por perturbaÃÃes de catenÃides truncados. / A hypersurface sigma Rn+1 is r-minimal if its (r + 1)th-curvature (the (r + 1)th elementary symmetric function of its principal curvatures) vanishes identically. If n > 2(r + 1) we show that the rotationally invariant r-minimal hypersurfaces in Rn+1 (catenoids) first described in [HL1] are nondegenerate in the sense that they do not carry Jacobi fields which decay rapidly enough at infinity. Combining this with the deformation theory in weighted Holder spaces developed by Kusner, Mazzeo, Pacard, Pollack, Uhlenbeck and others, we obtain new results on the structure of r-minimal hypersurfaces with ends of planar type. For example, we show that the moduli space Mr,k of complete r-minimal hypersurfaces in Euclidean space Rn+1,n > 2(r+1), with k > 2 ends of planar type has the structure of an analytic manifold of virtual dimension k(n+1), which is attained in a neighborhood of a nondegenerate element. Also, we produce new infinite dimensional families of examples of r-minimal hypersurfaces obtained by perturbing noncompact portions of the catenoids. These seem to be the first known families of examples of noncompact elliptic r-minimal hypersurfaces without symmetries

Neste trabalho estudamos a existência e unicidade de soluções para o problema de Dirichlet para a equação das hipersuperfícies de curvatura média constante em domínios limitados do espaço euclidiano. / In this work we study the existence and uniqueness of solutions to the Dirichlet problem for the constant mean curvature equation in bounded domains of the Euclidean space.

[pt] Vamos apresentar neste trabalho dois métodos para calcular as propriedades diferenciais geométricas de uma curva discreta no R4. O primeiro é baseado em aproximações por comprimento de arco. O segundo é baseado na metodologia de derivação discreta. Esses métodos estimam numericamente as curvaturas k1, k2 e k3 e os vetores tangente, normal, binormal e trinormal para cada ponto da curva. São apresentados também cálculos dessas propriedades geométricas para curvas tanto na forma paramétrica como na forma implícita, com o objetivo final de testar a consistência dos métodos propostos comparando-os aos resultados teóricos. / [en] We present new algorithms for computing the diferential geometry properties of a discrete curve in R4 based on two different methods: arc-lenght aproximation and discrete derivatives.

En esta tesis se estudia el problema de clasificación de estructuras simplécticas definidas en un entorno de una órbita singular compacta de un sistema completamente integrable sobre una variedad simpléctica para las cuales la foliación determinada por la aplicación momento es genéricamente Lagrangiana. Dicha foliación está determinada por las órbitas de la distribución generada por los gradientes simplécticos de las componentes de la aplicación momento "F". En dicho estudio suponemos que la aplicación momento es una aplicación propia y que la singularidad es no-degenerada en el sentido de Morse-Bolt.Los invariantes diferenciables para dicha foliación vienen determinados por el rango de la órbita, el tipo de Williamson y un grupo "twisting" actuando sobre las componentes hiperbólicas. Dichos invariantes determinan un modelo lineal diferenciable para la foliación. Bajo estas hipótesis demostramos que dadas dos estructuras simplécticas "omega_1"y "omega_2" para las cuales la foliación es genéricamente Lagrangiana son equivalentes en el sentido siguiente: existe un difeomorfismo definido en un entorno de la órbita singular compacta preservando la foliación y enviando "omega_1" a "omega_2".En el caso en que exista una acción simpléctica de un grupo de Lie compacto "G" que conserva la aplicación momento "F", probamos que existe un difeomorfismo cumpliendo las condiciones anteriores y que además dicho difeomorfismo puede construirse de forma "G"-equivariante.En esta tesis también damos una aplicación de este resultado de clasificación en geometría de contacto.

RESUM: Aquesta tesi s’organitza segons l’esquema per capítols següent: El capítol primer va encaminat a presentar el teorema de descomposició de de Rham-Wu, que estén, al cas semiriemannià, el conegut teorema de descomposició de de Rham. La demostració que donem és de Wu (W.1) i és inspirada en el fet que les transformacions de curvatura i les seves derivados caracteritzen una v a r i e t a t. El començament del capítol segon és un recull de resultats que necessitarem posteriorment. Així s'introdueix la forma de Cartan-Killing (algú pot pensar que ens hem pres una Ilicéncia massa agosarada anomenant-la així), i s'exposen els rudiments sobre isometries infinitesimals. Tot aixó permet de donar una generalització del teorema de Kostant i d'estudiar el comportament de l'ope rador A(X), associat a un camp de Killing X, en varietats de curvatura constant, tant si la constant val zero com si no val zero. En el capítol primer ja comentem que les varietats irreduïbles resulten insuficients en el cas semiriemanniá. Fan falta, a més, varietats que tinguin subespais de l'espai tangent, degenerats, invariants per l'acció del grup d'holonomia. D'aquestes en diem varietats gairebé irreduïbles seguint la notació de Wu. El capítol tercer és dedicat a estudiar d'entre aquestes varietats, aquelles que, a mes, siguin de Lorentz. Cal destacar que aqüestes darreres son proveïdes d'una foliació de dimensió 1 (conseqüentment, també una de codimensió 1) paral.lela, en la direcció d'un camp vectorial de norma zero. El capítol quart és dedicat a estudiar les possibles àlgebres d'holonomia de varietats de dimensió menor o igual que cinc, que siguin de Lorentz i gairebé irreduibles localment. Tot aixó va encaminat a escatir el caracter holónom o no holónom deis camps de Killing sobre aquestes varietats. Tant en el capítol anterior com en aquest, donem exemples de varietats de Lorentz gairebé irreduïbles. Un d'ells és, a mes, una varietat compacta i és proveit d'un camp de Killing no holónom. Finalment, el capítol cinqué conté generalitzacions d'aquests exemples, així com del teorema de Kostant, ja comentada en el capítol segon. També conté aplicacions d'aquests teoremes quan el tensor de Ricci de la varietat satisfà condicions prou bones.

Orientador: Marcos Vieira Teixeira / Banca: João Frederico da Costa Azevedo Meyer / Banca: João Carlos Vieira Sampaio / Banca: Sergio Roberto Nobre / Banca: Vanderlei Marcos do Nascimento / Resumo: Este trabalho é resultado de uma pesquisa que vislumbra encontrar relações entre a Cartografia e a Geometria Diferencial. Toma como ponto de partida os problemas adjacentes à Projeção de Mercator e explicita sua influencia na história do Cálculo e da Geometria Diferencial nas análises das obras de Pedro Nunes, Edward Wright e Gauss. A falta do trabalho original impediu a análise do verdadeiro método usado por Mercator na construção de sua projeção. Nos tratados, Sobre Certas Dúvidas da Navegação e em Defensam da Carta de Marear, são encontrados vestígios da contribuição da obra de Pedro Nunes na construção da Projeção de Mercator e em Certaine Errors in Navegation, Edward Wright apresenta uma justificativa matemática para o problema. O estudo da obra General Investigations of Curved Surfaces revela que o tratamento cartográfico dado aos resultados obtidos por Gauss no levantamento geodésico da cidade de Hannover serviu como base para muitos dos seus trabalhos. Os conhecimentos de Cartografia e de Astronomia adquiridos na experiência de campo, podem ter levado Gauss à formalização da teoria geral das superfícies curvas e com esta foi possível traduzir a lei da projeção de Mercator em linguagem moderna / Abstract: This work is a result of research that envisions finding relations between Cartography and Differential Geometry. It takes as its starting point the problems surrounding the Mercator Projection and explains their influence in the history of calculus and differential geometry in the analysis of works of Pedro Nunes, Edward Wright and Gauss. The lack of labor prevented the original analysis of the true method used by Mercator in the construction of its projection. In the treaties, on Certain Questions of Navigation and the Letter of Defensam Marear traces of the contribution of the work of Pedro Nunes are found in the construction of the Mercator Projection and Certaine Errors in Navegation, Edward Wright presents a mathematical justification for the problem. The study of the book General Investigations of Curved Surfaces reveals that the treatment given to the mapping results obtained by the Gauss geodesic survey of Hannover city was the basis for many of his works. The knowledge of Cartography and Astronomy acquired in the field experience, may have taken Gauss to the formalization of the general theory of the surfaces curves and with this it was possible to translate the law of the projection of Mercator in modern language / Doutor