Orientador: Luiz Antonio Barrera San Martin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-21T00:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rabelo_Lonardo_D.pdf: 1560307 bytes, checksum: ad1323aadd78f3943acaf2c6e13b96d0 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Esta tese apresenta uma abordagem para o estudo da topologia das variedades flag reais. A homologia é obtida pela determinação do operador fronteira da homologia celular. Isto se dá a partir de uma parametrização explícita das células de Shubert que fornecem a estrutura celular destas variedades. Para o anel de cohomologia de uma variedade flag maximal, encontram-se os seus geradores como classes de Stiefel-Whitney de um fibrado de linha sobre a variedade flag / Abstract: This thesis presents an approach for the study of topology of real flag manifolds. The homology is obtained by the determination of the boundary operator for the cellular homology. This follows from an explicit parametrization of the Schubert cells which gives a cellular structure for these manifolds. For the cohomology ring of a maximal flag manifold, its generators are found as Stiefel-Whitney classes of a line fiber bundle over the flag manifold / Doutorado / Matematica / Doutor em Matemática

This thesis presents methods for efficient numerical approximation of linear and non-linear systems of highly oscillatory ordinary differential equations. Phenomena of high oscillation is considered a major computational problem occurring in Fourier analysis, computational harmonic analysis, quantum mechanics, electrodynamics and fluid dynamics. Classical methods based on Gaussian quadrature fail to approximate oscillatory integrals. In this work we introduce numerical methods which share the remarkable feature that the accuracy of approximation improves as the frequency of oscillation increases. Asymptotically, our methods depend on inverse powers of the frequency of oscillation, turning the major computational problem into an advantage. Evolving ideas from the stationary phase method, we first apply the asymptotic method to solve highly oscillatory linear systems of differential equations. The asymptotic method provides a background for our next, the Filon-type method, which is highly accurate and requires computation of moments. We also introduce two novel methods. The first method, we call it the FM method, is a combination of Magnus approach and the Filon-type method, to solve matrix exponential. The second method, we call it the WRF method, a combination of the Filon-type method and the waveform relaxation methods, for solving highly oscillatory non-linear systems. Finally, completing the theory, we show that the Filon-type method can be replaced by a less accurate but moment free Levin-type method.

Orientadores: Caio Jose Colleti Negreiros, Nir Cohen / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-14T14:44:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_NeitonPereirada_D.pdf: 4231710 bytes, checksum: af4dc57e0a7215547662f87d1744bb27 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho encontramos todas as métricas de Einstein invariantes em quatro famílias de variedades bandeira do tipo B1 e C1. Os nossos resultados são consistentes com a conjectura de Wang e Ziller sobre a finitude das métricas de Einstein. O nosso método para resolver as equações de Einstein e baseado nas simetrias do sistema algébrico. Obtemos os sistemas algébricos de Einstein para variedades bandeira generalizadas do tipo B1 C1e G2. Estes sistemas são as condições necessárias e suficientes para métricas invariantes nessas variedades serem Einstein. Os sistemas algébricos que obtivemos generalizam as equações de Einstein obtidas por Sakane nos casos maximais. As equações nos casos Al e Dl foram obtidas por Arvanitoyeorgos. Calculamos o conjunto das trazes para as variedades bandeira generalizadas dos grupos de Lie clássicos. Assim estendemos à essas variedades certos resultados sobre estruturas Hermitianas invariantes obtidos por San Martin, Cohen e Negreiros. / Abstract: In this work we and all the invariant Einstein metrics on four families of ag manifolds of type Bl and Cl. Our results are consistent with the finiteness conjecture of Einstein metrics proposed by Wang and Ziller. Our approach for solving the Einstein equations is based on the symmetries of the algebraic system. We obtain the Einstein algebraic systems for the generalized ag manifolds of type Bl, Cl and G2. These systems are necessary and sufficient conditions for invariant metrics on these manifolds to be Einstein. The algebraic systems that we obtained generalize the Einstein equations obtained by Sakane in the maximal cases. The equations in the cases Al and Dl were obtained by Arvanitoyeorgos. We calculate all the t-roots on the generalized ag manifolds of the classical Lie groups. Thus we extend to these manifolds certain results on invariant structures Hermitian obtained by San Martin, Cohen and Negreiros. / Doutorado / Geometria Diferencial / Doutor em Matemática

Deux méthodes de construction de représentations de groupes sont présentées. La première propose une stratégie essayant de déterminer les représentations de groupes libres de type fini à valeurs dans tout réseau de groupes de Lie réel. La seconde, après avoir revu une construction d'une surface hyperbolique complexe, c'est-à-dire le quotient du plan hyperbolique complexe par un réseau, et examiné soigneusement ses propriétés, produit une infinité de représentations non-conjuguées, à valeurs dans un réseau du groupe des isométries du plan hyperbolique complexe, de groupes fondamentaux de variétés hyperboliques fermées de dimension 3, obtenues comme des fibrés en surfaces sur le cercle. / Two construction methods of group representations are presented. The first one proposes a strategy to try to determine the representations of finitely generated free groups into any lattice in real Lie groups. The second, after reviewing a construction of a complex hyperbolic surface, that is the quotient of the complex hyperbolic plane by a lattice, and examining its properties carefully, yields infinitely many non-conjugate representations into a lattice in the group of isometries of the complex hyperbolic plane, of fundamental groups of closed hyperbolic 3-dimensional manifolds, obtained as surface bundles over the circle.

Cette Thèse analyse les ensembles de contrôle de systèmes de commande linéaires et les isométries de structure presque-Riemanniennes sur des groupes de Lie. Dans la première partie, le but principal est de caractériser les propriétés d'ensembles de contrôle comme l'existence, l'unicité, le fait d'être limité et l'invariance. Nous étudions ces propriétés pour des groupes de Lie décomposables par les valeurs propres du champ vectoriel linéaire et étendons les résultats à des groupes de Lie non-compacts semi-simples avec un centre fini. L’objectif principal de la deuxième partie est de caractériser les propriétés d'isométrie des structures presque-Riemanniennes. Nous cherchons des invariants dans des isométries telles que le locus singulier ou l'ensemble des singularités de champs vectoriels linéaires. Pour des groupes de Lie nilpotents, nous prouvons que toutes les isométries sont affines, c’est-à-dire qu’elles se composent d'une translation et d’automorphismes d’un groupe de Lie. Nous utilisons les résultats obtenus pour classifier les structures presque-Riemanniennes en des groupes de Lie de faible dimension. / This Thesis analyzes the control sets of linear control systems and the isometries of almost-Riemannian structures on Lie groups. The main goal for the first topic is to characterize the properties of control sets such as existence, uniqueness, boundedness and invariance. We study such properties for Lie groups decomposable by eigenvalues of the linear vector field and extend some results to non-compact semi-simple Lie groups with finite center. The second topic main objective is to characterize isometry properties of almost-Riemannian structures. We search for invariants under isometries such as the singular locus and the set of the linear vector field singularities. For nilpotent Lie groups, we prove that all isometries are affine, that is, a composition of a translation with a Lie group automorphisms. To finish this topic we use the obtained results to classify the almost-Riemannian structures on low dimensional Lie groups.

Dans cette thèse, on s'intéresse en premier aux problèmes sous-riemanniens sur un groupe de Lie nilpotent d'ordre 2. Dans un premier temps, on réalise la classification complète des algèbres de Lie sous-riemanniennes (SR-algèbres de Lie) nilpotentes d'ordre 2 de dimension n compris entre 3 et 7, et celles de dimension arbitraire n telle que l'algèbre dérivée est de dimension une. De plus, nous avons distingué les SR-algèbres de Lie de contact et de quasi-contact et nous avons calculé, en dimension 5, le groupe des SR-symétries infinitésimales. Une fois cette classification réalisée, on étudie les géodésiques sous-riemanniennes associées aux SR-algèbres de Lie nilpotentes d'ordre 2 obtenues dans notre classification. Nous avons étudié l'intégrabilité des équations géodésiques adjointes et donné les contrôles optimaux ainsi que les trajectoires optimales dans chacun des cas. Dans une seconde partie de la thèse, on étudie les géodésiques sous-riemanniennes pour un groupe de Lie sous-riemannien (G;D;B) où G = SO(4) ou G = SO(2; 2) et D est de codimension 2 (donnant des espaces SR-homogènes de contact). Nous avons donné un modèle canonique de ces espaces et ensuite montré que les systèmes adjoints de Lie-Poisson associés au modèle étaient toujours intégrables au sens de Liouville. De plus, nous montrons que le système de Lie-Poisson est soit un système linéaire qui est super-intégrable en fonctions trigonométriques du temps ou constantes ; soit un système non linéaire intégrable au sens de Liouville et dont les solutions sont exprimables à l'aide de la fonction elliptique de Weierstrass. / In this thesis, we are interested first in the sub-Riemannian problems on 2-step nilpotent Lie groups. We start by obtaining a complete classification of 2-step nilpotent sub-Riemannian Lie algebras (SR-Lie algebras) of dimension n between 3 and 7, and those of arbitrary dimension n such that the derivated algebra is of dimension one. In addition, we characterize the contact and quasi contact SR-Lie algebras and we calculate, in dimension 5, the group of SR-infinitesimal symmetries. Having presented that classification, we study the sub-Riemannian geodesics associated with the 2 step nilpotent SR-Lie algebras obtained in our classification. We study the integrability of the adjoint geodesic equations and we give the optimal controls and optimal trajectories in each case. In the second part of the thesis, we study the sub-Riemannian geodesics for a sub-RiemannianLie group (G;D;B) where G = SO(4) or G = SO(2; 2) and D is of codimension 2 (giving contactSR-homogeneous spaces). We give canonical models of these spaces and then show that the Lie-Poisson adjoint systems associated with the models are always integrable in the Liouville sense. More over, we show that the Lie-Poisson system is either a linear system which is super-integrable with the help of trigonometric functions of time (or constant ones) or a non-linear system which is integrable in the Liouville sense and whose solutions can be expressed using the Weierstrass elliptic function.

Nous étudions dans cette thèse le roulement sans glissement et sans pivotement de deux variétés lisses M et Ṁ l'une sur l'autre de dimensions et n et ṅ respectivement. L'objectif principal est de chercher des conditions nécessaires et suffisantes de la commandabilité du système commandé défini par le roulement. Dans le premier chapitre, on présente les motivations et le plan de la thèse ainsi les notations utilisées le long des chapitres. Dans le deuxième chapitre, on caractérise l'espace d'état du roulement quand M et Ṁ sont des variétés Riemanniennes lorsque n n'est pas nécessairement égal à ṅ et du développement quand M et Ṁ sont des variétés affines munies des connexions affines avec n = ṅ Ainsi, on donne les relèvements et les distributions correspondant aux deux notions précédentes. Le troisième chapitre contient quelques résultats de la commandabilité du système de roulement des variétés Riemanniennes. Plus précisément, on présente les conditions nécessaires de la non-commandabilité du roulement d'une variété Riemannienne 3-dimensionnelle sur une autre 2-dimensionnelle.Le chapitre 4 porte sur le roulement d'une variété Riemannienne de dimension 2 sur une autre de dimension 3. On trouve que la dimension d'une orbite non-ouverte quelconque de l'espace d'état appartient à {2,5,6,7}. Les aspects géométriques de deux variétés sont liés principalement avec le fait que la variété de dimension 3 contient une sous-variété totalement géodésique de dimension 2.Dans le dernier chapitre, on introduit et étudie un concept d'holonomie horizontale associé à un triplet (M,∇,Δ ) avec M variété différentielle connexe, ∇ connection affine complète sur M et Δ distribution complètement commandable. Si H^∇est le groupe d'holonomie associé à Ṁ on considère alors son sous-groupe obtenu uniquement en considérant le transport ∇- parallèle par rapport aux lacets dans M tangents à la distribution Δ On le note H_Δ^∇et on l’appelle groupe d'holonomie horizontal. On prouve que le groupe d'holonomie horizontal H_Δ^∇ est un sous-groupe de Lie de GL(n). Puis, on démontre par un exemple que la fermeture du groupe d'holonomie horizontal restreint (H_Δ^∇ )^0 n'est pas nécessairement égal à H_Δ^∇. A cette fin, on utilise le modèle du roulement avec M un groupe de Carnot homogène munie d'une connexion de Levi-Civita associée à une métrique Riemannienne sur l'espace Euclidien R^n munie de la connexion Euclidienne. / In this thesis, we study the rolling motion without spinning nor slipping of a smooth manifolds M and Ṁ against another of dimensions n and ṅ respectively. The purpose is to find the necessary and sufficient conditions for the controllability issue of the system of rolling. We start by a French review of the principal results of the thesis is included in the introduction. In Chapter 1, we present the motivations of the subject thesis, the structure of the contents and the notations used along the manuscript. The second chapter contain a characterization of the state space of rolling manifolds when M and Ṁ are Riemannian manifolds with n and ṅ are not necessarily equal and of the development of manifolds when M and Ṁ are affine manifolds of dimension n = ṅ equipped with affine connections. We also state the definitions of the lifts and the distributions with respect to the previous notions. The controllability results of the rolling system of Riemannian manifolds is included in Chapter 3. We give all the necessary conditions of the non-controllability of rolling of 3-dimensional Riemannian manifold against 2-dimensional Riemannian manifold. Chapter 4 deals with the rolling of a 2-dimensional Riemannian manifold against a 3-dimensional Riemannian manifold. We prove that the dimension of an arbitrary non-open orbit of the state space belongs to {2,5,6,7}. The geometrical aspects of the two manifolds depend on the existence of a 2-dimensional totally geodesic submanifold in the 3-dimensional manifold. The last chapter introduces and addresses the issue of horizontal holonomy associated to a triple (M,∇,Δ) with M smooth connected manifold, ∇ complete affine connection M and Δ completely controlable distribution over M. If H_Δ^∇. denotes the holonomy group associated with (M,∇) one considers its subgroup obtained by considering only the ∇- parallel transport with respect to loops of M tangent to the distribution Δ This subgroup is denoted by H_Δ^∇ and we call it horizontal holonomy group. We prove that the horizontal holonomy group H_Δ^∇ is a Lie subgroup of GL(n). Then, we show by means of an example that the closure of a restricted horizontal holonomy group on a Riemannian manifold is not necessarily equal to the holonomy group of the Riemannian manifold. To this end, we use the rolling problem of M taken as a step 2 homogeneous Carnot group equipped with the Levi-Civita connection associated to a Riemannian metric onto the Euclidean space R^n equipped with the Euclidean connection.

Cette thèse a pour objet l'étude des espaces classifiants pour les actions propres d'un groupe discret. La dimension géométrique propre est la plus petite dimension possible pour un tel espace (qui existe toujours). Nous montrons tout d'abord que pour un réseau dans le groupe d'isométries d'un espace symétrique de type non-compact sans facteur euclidien, la dimension géométrique propre est égale à la dimension cohomologique virtuelle. La preuve utilise le fait que si le rang réel de l'espace est supérieur ou égal à 2 et le réseau est irréductible, alors il est arithmétique. Dans ce cas, nous pouvons calculer explicitement la dimension cohomologique virtuelle à l'aide du rang rationnel. Dans un deuxième temps, nous cherchons à construire concrètement des espaces classifiants pour les actions propres de dimension minimale. Nous essayons d'adapter la construction du "rétract bien équilibré" de Soulé et Ash (pour le cas SL(n,Z)) aux groupes arithmétiques Sp(2n,Z) et Aut(SL(n,Z)). Nous montrons qu'en fait cette construction ne s'étend pas. / In this thesis we study classifying spaces for proper actions of a discrete group. The proper geometric dimension is the smallest dimension of such a space (which always exists). Firstly we prove that for a lattice in the group of isometries of a symmetric space of the non-compact type without euclidean factors, the proper geometric dimension equals the virtual cohomological dimension. The proof relies on the fact that if the space has real rank at least 2 and if the lattice is irreducible, then it is arithmetic. In this case, the virtual cohomological dimension can be explicitly computed with the rational rank. Secondly we want to construct concretely classifying spaces for proper actions of minimal dimension. We try to adapt the construction of the "well-rounded retract" of Soulé and Ash (in the case SL(n,Z)) for the arithmetic groups Sp(2n,Z) and Aut(SL(n,Z)). We show that in fact this construction does not extend.

We have fully classified the momentum polytopes of the SU(3) action on CP(2)xCP(2) and CP(2)xCP(2) xCP(2), both actions with weighted symplectic forms, and their corresponding transition momentum polytopes. For CP(2)xCP(2) the momentum polytopes are distinct line segments. The action on CP(2)xCP(2) xCP(2), has 9 different momentum polytopes. The vertices of the momentum polytopes of the SU(3) action on CP(2)xCP(2) xCP(2), fall into two categories: definite and indefinite vertices. The reduced space corresponding to momentum map image values at definite vertices is isomorphic to the 2-sphere. We show that these results can be applied to assess the dynamics by introducing and computing the space of allowed velocity vectors for the different configurations of two-vortex systems.

[pt] Nesta tese introduzimos a noção de estrutura de Poisson fibrada em um fibrado localmente trivial. Isto é uma estrutura de Poisson no espaço total da fibração com condições naturais de compatibilidade com respeito as fibras e bases de Poisson dadas. Nosso resultado principal é uma receita para produzir estruturas de Poisson fibradas fora de apropriadas (pares de) ações de Poisson de grupos de Lie. Aplicamos este resultado para produzir estruturas de Poisson fibradas com fibra e base uma variedade tórica ou uma órbita coadjunta, aumentando assim a classe de variedades de Poisson compactas com um número finito de folhas simpléticas. / [en] In this thesis we introduce the notion of fibered Poisson structure on a locally trivial fiber bundle. This is a Poisson structure on the total space of the fibration with natural compatibility conditions with respect to the given Poisson base and fiber. Our main result is a recipe to produce fibered Poisson structures out of appropriate (pairs of) Poisson actions of Lie groups. We apply this result to produce fibered Poisson structures with fiber and base either a toric variety or a coadjoint orbit, thus enlarging the class of compact Poisson manifolds with a finite number of symplectic leaves.