A essência desta tese são resultados e aplicações da teoria de operadores de ordem infinita. A ideia central deste trabalho é um teorema de representação de ultradistribuições a partir de operadores ultradiferenciais agindo em funções Gevrey. Essa representação junto com a regularidade do kernel destes operadores nos permite importar uma dada propriedade válida para funções Gevrey para o contexto de ultradistribuições e vice-versa. Aproveitamos estes teoremas para aprender um pouco mais sobre a resolubilidade local de complexos induzidos por estruturas localmente integráveis. Definimos três conceitos de resolubilidade local destes complexos no ambiente Gevrey e provamos a equivalência entre eles. Para tanto, foi necessário estudar espaços de funções Gevrey com respeito a uma dada estrutura hipo-analítica e investigar quando este novo espaço é isomorfo ao usual. E isto nos permitiu entender melhor a ação dos operadores considerados e o papel por eles desempenhado nesta teoria. / The essence of this thesis are results and applications of the theory of infinite order operators. The central idea of this work is a representation theorem of ultradistributions by ultradifferential operators acting on Gevrey functions. This representation together with the regularity of the kernel of these operators allow us to import a given property from Gevrey functions to the ultradistribution context and vice versa. We took advantage of these theorems to learn a little more about the local solvability of the complexes induced by locally integrable structures. We defined three concepts of local solvability of these complexes in the Gevrey environment and we proved that they are equivalent. To do so, it was necessary to study the space of the Gevrey functions with respect to a given hypo-analytic structure and to investigate when this new space is isomorphic to the usual one. And this allowed us to better understand the action of the considered operators and their role in this theory.

A essência desta tese são resultados e aplicações da teoria de operadores de ordem infinita. A ideia central deste trabalho é um teorema de representação de ultradistribuições a partir de operadores ultradiferenciais agindo em funções Gevrey. Essa representação junto com a regularidade do kernel destes operadores nos permite importar uma dada propriedade válida para funções Gevrey para o contexto de ultradistribuições e vice-versa. Aproveitamos estes teoremas para aprender um pouco mais sobre a resolubilidade local de complexos induzidos por estruturas localmente integráveis. Definimos três conceitos de resolubilidade local destes complexos no ambiente Gevrey e provamos a equivalência entre eles. Para tanto, foi necessário estudar espaços de funções Gevrey com respeito a uma dada estrutura hipo-analítica e investigar quando este novo espaço é isomorfo ao usual. E isto nos permitiu entender melhor a ação dos operadores considerados e o papel por eles desempenhado nesta teoria. / The essence of this thesis are results and applications of the theory of infinite order operators. The central idea of this work is a representation theorem of ultradistributions by ultradifferential operators acting on Gevrey functions. This representation together with the regularity of the kernel of these operators allow us to import a given property from Gevrey functions to the ultradistribution context and vice versa. We took advantage of these theorems to learn a little more about the local solvability of the complexes induced by locally integrable structures. We defined three concepts of local solvability of these complexes in the Gevrey environment and we proved that they are equivalent. To do so, it was necessary to study the space of the Gevrey functions with respect to a given hypo-analytic structure and to investigate when this new space is isomorphic to the usual one. And this allowed us to better understand the action of the considered operators and their role in this theory.

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Made available in DSpace on 2016-06-02T20:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLSC.pdf: 406749 bytes, checksum: f0ce9d3a9cc67b804cde4ea5a3282268 (MD5) Previous issue date: 2004-01-01 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work we study global Gevrey hypoellipticity on the Euclidean 2-space R² for a class of first order linear partial differential operators with coeffcients in Cw2χ (R). Necessary and suffcient conditions for global Gevrey hypoellipticity are proposed. / Neste trabalho estudamos a Hipoeliticidade Global Gevrey em R² para uma classe de operadores diferenciais parciais lineares de 1ª ordem, com coeficientes em Cw2χ (R)Condições necessárias e suficientes para a Hipoeliticidade Global Gevrey são propostas.

We look at the algebraic properties of Gevrey, analytic and ultraanalytic function spaces, namely their closure under composition, division and inversion. We show that both Gevrey and ultra-analytic spaces, G s with 1 ≤ s < ∞ and 0 < s < 1 respectively, form algebras. Closure under composition, division and inversion is shown to hold for the Gevrey case. For the ultra-analytic case we show it is not closed under composition. We also show that if a function is in G s , with 0 < s < 1 on a compact set, then it is in G s everywhere.

Desenvolvemos novos resultados da teoria dos espaços FS e DFS (espaços de Fréchet-Schwartz e seus duais) e os empregamos ao estudo da seguinte questão: quando certas propriedades de regularidade de um operador diferencial parcial linear (entre fibrados vetoriais Gevrey sobre uma variedade Gevrey) implicam resolubilidade, no sentido de ultradistribuições, do operador transposto? Estudamos esta questão para uma classe de operadores abstratos que contém os operadores diferenciais parciais lineares com coeficientes Gevrey usuais, mas também certas classes de operadores pseudo-diferenciais em variedades compactas, além de certos tipos de operadores de ordem infinita. Neste contexto, obtemos uma nova demonstração de um resultado global em variedades compactas (em que hipoelipticidade Gevrey global de um operador implica resolubilidade global de seu transposto), assim como alguns resultados no caso não-compacto relacionados à propriedade de não-confinamento de singularidades. Na sequência apresentamos algumas aplicações concretas, em particular para operadores de Hörmander, operadores de força constante e sistemas localmente integráveis de campos vetoriais. Analisamos ainda algumas instâncias de uma conjectura levantada em um artigo recente de F. Malaspina e F. Nicola (2014), a qual afirma que, para certos complexos diferenciais naturalmente associados a estruturas localmente integráveis, resolubilidade local no sentido de ultradistribuições (perto de um ponto, em um grau fixado) implica resolubilidade local no sentido de distribuições. Estabelecemos a validade desta conjectura quando o fibrado estrutural cotangente é gerado pelo diferencial de uma única integral primeira. / We develop new techniques in the setting of FS and DFS spaces (Fréchet-Schwartz spaces and their strong duals) and apply them to the study of the following question: when regularity properties of a general linear differential operator (between Gevrey vector bundles over a Gevrey manifold) imply solvability of its transpose in the sense of ultradistributions? This question is studied for a class of abstract operators that encompasses the usual partial differential operators with Gevrey coefficients, but also some flavors of pseudodifferential operators on compact manifolds and some classes of operators with infinite order. In this setting, we obtain a new proof of a global result on compact manifolds (global Gevrey hypoellipticity of the operator implying global solvability of the transpose), as well as some results in the non-compact case by means of the so-called property of non-confinement of singularities. We then move to some concrete applications, especially for Hörmander operators, operators of constant strength and locally integrable systems of vector fields. We also analyze some instances of a conjecture stated in a recent paper of F. Malaspina and F. Nicola (2014), which asserts that, in differential complexes naturally arising from locally integrable structures, local solvability in the sense of ultradistributions (near a point, in some fixed degree) implies local solvability in the sense of distributions. We establish the validity of the conjecture when the cotangent structure bundle is spanned by the differential of a single first integral.

Desenvolvemos novos resultados da teoria dos espaços FS e DFS (espaços de Fréchet-Schwartz e seus duais) e os empregamos ao estudo da seguinte questão: quando certas propriedades de regularidade de um operador diferencial parcial linear (entre fibrados vetoriais Gevrey sobre uma variedade Gevrey) implicam resolubilidade, no sentido de ultradistribuições, do operador transposto? Estudamos esta questão para uma classe de operadores abstratos que contém os operadores diferenciais parciais lineares com coeficientes Gevrey usuais, mas também certas classes de operadores pseudo-diferenciais em variedades compactas, além de certos tipos de operadores de ordem infinita. Neste contexto, obtemos uma nova demonstração de um resultado global em variedades compactas (em que hipoelipticidade Gevrey global de um operador implica resolubilidade global de seu transposto), assim como alguns resultados no caso não-compacto relacionados à propriedade de não-confinamento de singularidades. Na sequência apresentamos algumas aplicações concretas, em particular para operadores de Hörmander, operadores de força constante e sistemas localmente integráveis de campos vetoriais. Analisamos ainda algumas instâncias de uma conjectura levantada em um artigo recente de F. Malaspina e F. Nicola (2014), a qual afirma que, para certos complexos diferenciais naturalmente associados a estruturas localmente integráveis, resolubilidade local no sentido de ultradistribuições (perto de um ponto, em um grau fixado) implica resolubilidade local no sentido de distribuições. Estabelecemos a validade desta conjectura quando o fibrado estrutural cotangente é gerado pelo diferencial de uma única integral primeira. / We develop new techniques in the setting of FS and DFS spaces (Fréchet-Schwartz spaces and their strong duals) and apply them to the study of the following question: when regularity properties of a general linear differential operator (between Gevrey vector bundles over a Gevrey manifold) imply solvability of its transpose in the sense of ultradistributions? This question is studied for a class of abstract operators that encompasses the usual partial differential operators with Gevrey coefficients, but also some flavors of pseudodifferential operators on compact manifolds and some classes of operators with infinite order. In this setting, we obtain a new proof of a global result on compact manifolds (global Gevrey hypoellipticity of the operator implying global solvability of the transpose), as well as some results in the non-compact case by means of the so-called property of non-confinement of singularities. We then move to some concrete applications, especially for Hörmander operators, operators of constant strength and locally integrable systems of vector fields. We also analyze some instances of a conjecture stated in a recent paper of F. Malaspina and F. Nicola (2014), which asserts that, in differential complexes naturally arising from locally integrable structures, local solvability in the sense of ultradistributions (near a point, in some fixed degree) implies local solvability in the sense of distributions. We establish the validity of the conjecture when the cotangent structure bundle is spanned by the differential of a single first integral.

Nesse trabalho estudamos as classes de Gevrey e as ultradistribuições em grupos de Lie compactos, que é a generalização natural do toro no contexto de análise de Fourier. Para tal utilizamos a teoria de vetores Gevrey. Fazemos a caracterização dessas classes via o comportamento da transformada de Fourier como em [DR14], utilizando o operador de Laplace-Beltrami associado à uma métrica específica. Por final fazemos uma aplicação dessa caracterização em um problema de hipoelipticidade global como em [GW73]. / In this work we study the Gevrey class of functions and ultrudistribuitions on compact Lie groups, which is the most natural generalization of the torus in the context of Fourier analysis. For such we used the theory of Gevrey vectors. We get a characterization of such class by the behaviour of the Fourier transform, as in [DR14], using the Laplace-Beltrami operator associated to a specific metric. At the end we give an aplication of this characterization in a global hypoellipticity problem as in [GW73].

Neste trabalho, introduzimos a noção de desenvolvimento assintótico em classes de Gevrey e mostramos como o conceito clássico de convergência de séries de potências pode ser generalizado para englobar o caso em que o raio de convergência é nulo. Essa técnica pode ser útil em situações em que é necessário trabalhar com séries formais, como no estudo de Equações Diferenciais. Caracterizamos o conjunto das funções holomorfas que admitem desenvolvimento assintótico e, em cada classe de Gevrey, definimos uma aplicação que associa uma função a uma série formal. Determinamos sob quais condições tal aplicação é sobrejetora e sob quais ela é injetora, possibilitando a ampliação do conceito de convergência e as aplicações da teoria. Além disso, mostramos como essa técnica pode ser usada para obter resultados em equações diferenciais. Para isso, fazemos uma breve introdução de Equações Diferenciais com uma variável complexa e introduzimos o conceito de Polígono de Newton, ferramenta que permite obter a classe de Gevrey de uma solução formal. Finalmente, encontramos condições para que a soma de uma solução formal de uma equação diferencial seja uma solução clássica. / In this work, we introduce the notion of Gevrey asymptotic expansion and we show how the classical concept of a convergent power series can be generalized to include the case in which the radius of convergence is zero. This technique can be useful in situations where it is necessary to work with formal power series, as in the study of Differential Equations. We characterize the set of holomorphic functions which admit Gevrey asymptotic expansion and we define in each Gevrey class a map that associates to function in the class a formal series. We determine under which conditions such a map is surjective and under which it is injective, allowing the extension of the concept of convergence and applications of the theory. Furthermore, we show how this technique can be used to obtain results in Differential Equations. For this, we briefly recall the theory of Differential Equations in one complex variable and we introduce the concept of the Newton Polygon, a tool that allows us to find the Gevrey class of a formal solution. Finally, we find suficient conditions for the sum of a formal solution of a differential equation to be a classical solution.

Neste trabalho, introduzimos a noção de desenvolvimento assintótico em classes de Gevrey e mostramos como o conceito clássico de convergência de séries de potências pode ser generalizado para englobar o caso em que o raio de convergência é nulo. Essa técnica pode ser útil em situações em que é necessário trabalhar com séries formais, como no estudo de Equações Diferenciais. Caracterizamos o conjunto das funções holomorfas que admitem desenvolvimento assintótico e, em cada classe de Gevrey, definimos uma aplicação que associa uma função a uma série formal. Determinamos sob quais condições tal aplicação é sobrejetora e sob quais ela é injetora, possibilitando a ampliação do conceito de convergência e as aplicações da teoria. Além disso, mostramos como essa técnica pode ser usada para obter resultados em equações diferenciais. Para isso, fazemos uma breve introdução de Equações Diferenciais com uma variável complexa e introduzimos o conceito de Polígono de Newton, ferramenta que permite obter a classe de Gevrey de uma solução formal. Finalmente, encontramos condições para que a soma de uma solução formal de uma equação diferencial seja uma solução clássica. / In this work, we introduce the notion of Gevrey asymptotic expansion and we show how the classical concept of a convergent power series can be generalized to include the case in which the radius of convergence is zero. This technique can be useful in situations where it is necessary to work with formal power series, as in the study of Differential Equations. We characterize the set of holomorphic functions which admit Gevrey asymptotic expansion and we define in each Gevrey class a map that associates to function in the class a formal series. We determine under which conditions such a map is surjective and under which it is injective, allowing the extension of the concept of convergence and applications of the theory. Furthermore, we show how this technique can be used to obtain results in Differential Equations. For this, we briefly recall the theory of Differential Equations in one complex variable and we introduce the concept of the Newton Polygon, a tool that allows us to find the Gevrey class of a formal solution. Finally, we find suficient conditions for the sum of a formal solution of a differential equation to be a classical solution.