No presente trabalho iremos provar, usando a folheação de Brouwer-Le Calvez e a teoria de forcing dela derivada, que dado um homeomorfismo f do toro isotópico à identidade tal que seu conjunto de rotação é um segmento de reta com inclinação irracional e tendo 0 como um ponto extremal, então f não possui difusão sublinear na direção perpendicular à direção do conjunto de rotação / In the present work we will prove, using the Brouwer-Le Calvez foliation and the forcing theory derived from it, that given a torus homeomorphism f isotopopic to the identity such that its rotation set is a line segment with irrational slope and 0 is an extreme point, then f does not have sublinear diffusion in the direction perpendicular to the direction of the rotation set.

Seja f : T2 -> T2 um homeomorfismo homotópico a identidade e F : R2 -> R2 um levantamento de f tal que seu conjunto de rotação rho(F) é um segmento vertical não degenerado contido em 0 × R. Provamos que se f é ergódico com respeito a medida de Lebesgue no toro e se o vetor de rotação médio (com respeito a mesma medida) é da forma (0, alpha) para alpha em R\\Q então existe M > 0 tal que |(Fn (x) - x)1| <= M para todo x em R2 e n em Z (onde (.)1 :R2 -> R é definida por (x,y)1 =x). / Let f : T2 -> T2 be a homeomorphism homotopic to the identity and F : R2 -> R2 a lift of f such that the rotation set rho(F) is a non-degenerated vertical line segment contained in 0 × R. We prove that if f is ergodic with respect to the Lebesgue measure on the torus and the average rotation vector (with respect to same measure) is of the form (0, alpha) for alpha in R\\Q then there exists M > 0 such that |(Fn (x) - x)1| <= M for all x in R2 and n in Z (where (.)1 :R2 -> R is defined by (x, y)1 = x).

Dados dois conjuntos compactos e convexos K1, K2 em R², queremos saber se existem f e h, dois homeomorfismos de T², homotópicos à identidade, que comutam, com levantamentos F e H, tais que K1 e K2 são os seus conjuntos de rotação, respectivamente. Neste trabalho, mostramos alguns casos onde isto não pode acontecer, assumindo restrições nos conjuntos de rotação. Além disso, introduzimos o conceito de conjunto de rotação para semigrupos Abelianos finitamente gerados por homeomorfismos homotópicos à identidade, mostrando um caso em que o semigrupo é anular. / Let K1, K2 in R² be two convex, compact sets. We would like to know if there are commuting homeomorphisms f and h of T², homotopic to the identity, with lifts F and H, such that K1 and K2 are their rotation sets, respectively. In this work, we proof some cases where it cannot happen, assuming some restrictions on rotation sets. Besides that, we introduce the concept of rotation set for Abelian semi-groups finitely generated by homeomorphisms homotopic to the identity, showing a case where the semi-group is annular.

A ideia deste trabalho é apresentar a conjetura de Boyland para o anel e mostrar algums resultados nessa direção. Tal conjectura diz que: Dado um homeomorfismo irrotacional do anel, que possui uma medida com número de rotação positivo, é verdade que, neste caso, existem pontos com número de rotação negativo? Para dar uma resposta parcial a esta pregunta, nesta dissertação (baseada no estudo do [7]) começamos considerando os homeomorfismos do anel que preservam orientação, as componentes de fronteira, com número de rotação positivos em ambas fronteiras, e que tem un levantamento transitivo (o motivo desta hipoteses vem de [3]), mostrando que neste caso 0 está no interior do conjunto de rotação. Este resultado vai permitir provar a conjetura para os homeomorfismos do anel irrotacionais, sem pontos fixos na fronteira e com um levantamento transitivo. Além disso vai permitir estudar a dinâmica de tais homeomorfismos. No final do trabalho, estendemos algums dos teoremas provados ao longo dos capítulos anteriores a um conjunto maior de homeomorfismos e estudamos o comportamento de tais homeomorfismos com base nestes resultados. / The idea of this work is to present Boyland´s Conjecture for the annulus and show some results in its direction. The conjecture is the following: Given a homeomorphism of the annulus, which has a measure with positive rotation number, is it true that, in this case, there are points with negative rotation number?. To give a partial answer to this question, in this dissertation (based on [7]) we begin considering the homeomorphisms of the annulus that preserve orientation and boundary components, with positive rotation numbers in the boundaries, with has a transitive lift (the reason for this hypothesis is in [3]), and we show that 0 is in the interior of the rotation set. This result will be of help to prove the Boyland´s Conjecture for rotationless homeomorphisms of the annulus, without fixed points in the boundaries and with a transitive lift. In addition, we will be able to study the dynamics of such homeomorphisms. In the end of this work, we extend some of the theorems proved in the previous chapters to a bigger set of homeomorphisms and we study the behavior of such homeomorphisms using these results.

Orientador: Márcio Ricardo Alves Gouveia / Coorientador: / Banca: Kleyber Mota da Cunha / Banca: Ali Messaoudi / Resumo: Neste trabalho estaremos interessados em compreender a dinâmica de transformações de intercâmbio de intervalos. Dentro desse contexto estudaremos o processo de renormalização de Rauzy-Veech e algumas consequências. Por fim analisaremos a relação entre as transformações de intercâmbio de intervalos e homeomorfismos do círculo onde provaremos a convergência do operador de renormalização para o caso de homeomorfismos do círculo suave por pedaços / Abstract: In this work we are interested in the dynamics of intervals exchange transformations. In this context we study the Rauzy- Veech renormalization process and some consequences. Finally we analyze the relationship between the intervals exchange transformations and homeomorphisms on the circle where we prove the convergence of the renormalization operator in the case of piecewise smooth homeomorphisms on the circle / Mestre

A ideia deste trabalho é apresentar a conjetura de Boyland para o anel e mostrar algums resultados nessa direção. Tal conjectura diz que: Dado um homeomorfismo irrotacional do anel, que possui uma medida com número de rotação positivo, é verdade que, neste caso, existem pontos com número de rotação negativo? Para dar uma resposta parcial a esta pregunta, nesta dissertação (baseada no estudo do [7]) começamos considerando os homeomorfismos do anel que preservam orientação, as componentes de fronteira, com número de rotação positivos em ambas fronteiras, e que tem un levantamento transitivo (o motivo desta hipoteses vem de [3]), mostrando que neste caso 0 está no interior do conjunto de rotação. Este resultado vai permitir provar a conjetura para os homeomorfismos do anel irrotacionais, sem pontos fixos na fronteira e com um levantamento transitivo. Além disso vai permitir estudar a dinâmica de tais homeomorfismos. No final do trabalho, estendemos algums dos teoremas provados ao longo dos capítulos anteriores a um conjunto maior de homeomorfismos e estudamos o comportamento de tais homeomorfismos com base nestes resultados. / The idea of this work is to present Boyland´s Conjecture for the annulus and show some results in its direction. The conjecture is the following: Given a homeomorphism of the annulus, which has a measure with positive rotation number, is it true that, in this case, there are points with negative rotation number?. To give a partial answer to this question, in this dissertation (based on [7]) we begin considering the homeomorphisms of the annulus that preserve orientation and boundary components, with positive rotation numbers in the boundaries, with has a transitive lift (the reason for this hypothesis is in [3]), and we show that 0 is in the interior of the rotation set. This result will be of help to prove the Boyland´s Conjecture for rotationless homeomorphisms of the annulus, without fixed points in the boundaries and with a transitive lift. In addition, we will be able to study the dynamics of such homeomorphisms. In the end of this work, we extend some of the theorems proved in the previous chapters to a bigger set of homeomorphisms and we study the behavior of such homeomorphisms using these results.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-15Bitstream added on 2014-06-13T18:47:22Z : No. of bitstreams: 1 gisoldi_dv_me_rcla.pdf: 1724330 bytes, checksum: c5039397198684cc30f30f21f667d67c (MD5) / O objetivo principal deste trabalho é o estudo da característica da Euler de poliedros, superfícies e de soma conexa de superfícies. É provado que se duas superfícies tem a mesma característica de Euler, então elas são homeomorfas. A recíproca é também verdadeira, porém sua demonstração foge ao escopo deste trabalho. Para o desenvolvimento da atividade para alunos do ensino médio, foram construídos materiais didáticos com o objetivo de motivar e mostrar triangulações de algumas superfícies, necessárias para o cálculo das características de Euler / The main goal of this work is the study of the Euler characteristic of polyhedron, surfaces and of connected sum of surfaces. It is also proved that if two surfaces have the same Euler characteristic then they are homeomorphics. The converse is also true, but it is not proven in this work. For the development of an activity for high school students were made didactic materials in order to motivate and show the triangulations of some surfaces, necessary to calculate the Euler characteristics

Orientador: Alice Kimie Miwa Libardi / Banca: Marcos Vieira Teixeira / Banca: Evelin Meneguesso Barbaresco / O PROFMAT - Programa de Mestrado Profissional em Matemática em Rede Nacional é coordenado pela Sociedade Brasileira de Matemática e realizado por uma rede de Instituições de Ensino Superior. / Resumo: O objetivo principal deste trabalho é o estudo da característica da Euler de poliedros, superfícies e de soma conexa de superfícies. É provado que se duas superfícies tem a mesma característica de Euler, então elas são homeomorfas. A recíproca é também verdadeira, porém sua demonstração foge ao escopo deste trabalho. Para o desenvolvimento da atividade para alunos do ensino médio, foram construídos materiais didáticos com o objetivo de motivar e mostrar triangulações de algumas superfícies, necessárias para o cálculo das características de Euler / Abstract: The main goal of this work is the study of the Euler characteristic of polyhedron, surfaces and of connected sum of surfaces. It is also proved that if two surfaces have the same Euler characteristic then they are homeomorphics. The converse is also true, but it is not proven in this work. For the development of an activity for high school students were made didactic materials in order to motivate and show the triangulations of some surfaces, necessary to calculate the Euler characteristics / Mestre

Dados dois conjuntos compactos e convexos K1, K2 em R², queremos saber se existem f e h, dois homeomorfismos de T², homotópicos à identidade, que comutam, com levantamentos F e H, tais que K1 e K2 são os seus conjuntos de rotação, respectivamente. Neste trabalho, mostramos alguns casos onde isto não pode acontecer, assumindo restrições nos conjuntos de rotação. Além disso, introduzimos o conceito de conjunto de rotação para semigrupos Abelianos finitamente gerados por homeomorfismos homotópicos à identidade, mostrando um caso em que o semigrupo é anular. / Let K1, K2 in R² be two convex, compact sets. We would like to know if there are commuting homeomorphisms f and h of T², homotopic to the identity, with lifts F and H, such that K1 and K2 are their rotation sets, respectively. In this work, we proof some cases where it cannot happen, assuming some restrictions on rotation sets. Besides that, we introduce the concept of rotation set for Abelian semi-groups finitely generated by homeomorphisms homotopic to the identity, showing a case where the semi-group is annular.

Seja f : T2 -> T2 um homeomorfismo homotópico a identidade e F : R2 -> R2 um levantamento de f tal que seu conjunto de rotação rho(F) é um segmento vertical não degenerado contido em 0 × R. Provamos que se f é ergódico com respeito a medida de Lebesgue no toro e se o vetor de rotação médio (com respeito a mesma medida) é da forma (0, alpha) para alpha em R\\Q então existe M > 0 tal que |(Fn (x) - x)1| <= M para todo x em R2 e n em Z (onde (.)1 :R2 -> R é definida por (x,y)1 =x). / Let f : T2 -> T2 be a homeomorphism homotopic to the identity and F : R2 -> R2 a lift of f such that the rotation set rho(F) is a non-degenerated vertical line segment contained in 0 × R. We prove that if f is ergodic with respect to the Lebesgue measure on the torus and the average rotation vector (with respect to same measure) is of the form (0, alpha) for alpha in R\\Q then there exists M > 0 such that |(Fn (x) - x)1| <= M for all x in R2 and n in Z (where (.)1 :R2 -> R is defined by (x, y)1 = x).