Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Matemática e Computação Científica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:29:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289274.pdf: 1269253 bytes, checksum: 502dbaeb243e877082999d36551b55bb (MD5) / Apresentamos três métodos de projeção para problemas discretos mal postos de grande porte que incorporam informação a priori da solução do problema. Os métodos são baseados em uma transformação do funcional de Tikhonov da forma geral (com uma seminorma como termo regularizante) para a forma padrão [26, 53]. Os dois primeiros métodos combinam o processo de bidiagonalização de Golub-Kahan [15] com a regularização de Tikhonov na forma geral, calculando soluções aproximadas em subespaços de Krylov. O parâmetro de regularização ? é escolhido pelo Método de Ponto Fixo (FP) de Bazán [3]. O terceiro método não depende da determinação do parâmetro ? sendo, portanto, uma alternativa para a Regularização de Tikhonov. São apresentadas algumas generalidades sobre problemas inversos e problemas discretos mal-postos. Também é feito um estudo sobre projeções oblíquas, conceito essencial na tranformação para a forma padrão. A performance dos métodos quando aplicados a problemas testes bem conhecidos e ao tratamento de imagens é ilustrada numericamente.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Educação. Programa de Pós-graduação em Educação Científica e Tecnológica / Made available in DSpace on 2012-10-24T01:15:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 250777.pdf: 6396687 bytes, checksum: 0d406fb90c5dad48773900aea8fb787f (MD5) / Este estudo realiza uma reflexão crítica e teórica sobre a questão da representação semiótica articulada aos currículos de Matemática, com o propósito de explicitar, em um exemplo de proposta curricular para o campo numérico dos Naturais, as conversões entre os diferentes registros de representação semiótica suscitadas em tarefas de diferentes naturezas. Concentra-se no campo das pesquisas sobre propostas curriculares e sobre o processo de ensino e aprendizagem da matemática. Primeiramente se busca analisar algumas propostas curriculares nacionais e internacionais, sob o ponto de vista da articulação das representações semióticas nas orientações metodológicas e seqüência de conteúdos, além de realizar o levantamento de pesquisas brasileiras que tiveram, como foco de investigação principal, a noção dos registros de representação semiótica, a fim de verificar como os pesquisadores utilizam essa noção em seus estudos. Em seguida, procura-se compreender sobre o conceito de currículo e buscar uma configuração curricular adequada à esta investigação. A partir desse cenário, empreende-se uma discussão teórica sobre a noção de Registros de Representação Semiótica de Raymond Duval, sobre a noção de situação da Teoria dos Campos Conceituais de Gérard Vergnaud e sobre a natureza das tarefas matemáticas de João Pedro da Ponte; e a possibilidade de articular esses elementos teóricos no âmbito de organizações curriculares. Finalmente, busca-se elaborar um ensaio sobre uma proposta curricular para o campo numérico dos Naturais, no Ensino Fundamental, articulada aos referenciais teóricos estudados. Para isso, considera-se, na matemática ensinada nas escolas, além do aspecto conceitual, a relevância das representações semióticas.

Orientador: Marcos Tadeu de Oliveira Pimenta / Banca: Messias Meneguette Júnior / Banca: Michele de Oliveira Alves / Resumo: Neste trabalho mostra-se a existência de solução de variação limitada para um problema envolvendo o operador 1− Laplaciano em um domínio exterior com condição de fronteira de Dirichlet. Para isso, será usada uma versão do Teorema do Passo da Montanha adequada a funcionais localmente lipschitzianos. As dificuldades na implementação de métodos variacionais no espaço das funções de variação limitada são múltiplas, entre elas, a falta de reflexividade, dificuldade de se usar condições de compacidade como a de Palais-Smale e ainda a falta de regularidade do funcional energia. / Abstract: In this work we prove existence of bounded variation solution for a problem involving the 1-Laplacian operator in an exterior domain with Dirichlet boundary condition. For this, a version of the Mountain Pass Theorem to locally Lipschitz functionals is used. There are many difficulties in implementing variational methods in the space of limited variation functions, among them, lack of reflexivity, difficulty in using compactness conditions such as Palais-Smale and the lack of regularity of the functional energy. / Mestre

Orientador: Gilcilene Sanchez de Paulo / Banca: Analice Costacurta Brandi / Banca: Jorge Peixinho / Resumo: O presente trabalho de mestrado consiste em apresentar uma modelagem para escoamentos isotérmicos viscoelásticos em que a viscosidade varia de acordo com a pressão e estudos numéricos para alguns problemas bidimensionais, como escoamentos entre placas paralelas e expansão planar 1:4. Para este trabalho é utilizado o modelo viscoelástico Oldroyd-B e uma modelagem linear da viscosidade com relação a pressão. O método numérico desenvolvido é baseado no método da projeção para desacoplar velocidade e pressão nas equações de Navier-Stokes e depois calcula os tensores pela equação constitutiva com a informação da viscosidade variando com a pressão. As equações são discretizadas em uma malha deslocada pelo método de diferenças finitas. Os resultados numéricos são obtidos das simulações de escoamentos em um canal e expansão planar 1:4 bidimensional, cujo foco é destacar algumas diferenças entre o modelo Oldroyd-B Standard e o modelo Oldroyd-B sob influência da viscosidade que varia linearmente com a pressão. Este trabalho de mestrado também tem por objetivo resolver problemas, com fluidos viscoelásticos, em que haja regiões com variações da pressão e estudar estes resultados numéricos comparando-os com o modelo Oldroyd-B Standard. / Abstract: The present master's work consists in presenting a model for viscoelastic isothermal flows with pressure-dependent viscosity and numerical studies for some two-dimensional problems, such as channel flow and planar expansion 1:4. In this work will be considered the Oldroyd-B viscoelastic model and a linear modeling viscosity with a linear relationship between viscosity and pressure. The numerical method developed is based on the projection method to decouple velocity and pressure in the Navier-Stokes equations and then calculates the tensor from the constitutive equation taking account the pressure-dependent viscosity. The equations are discretized on a staggered grid by using the finite diference method. The numerical results are obtained for two problems: two-dimensional channel and planar expansion 1:4 flows, whose focus is to highlight some diferences between the standard Oldroyd-B model and the Oldroyd-B model under the influence of viscosity that varies linearly with pressure. This master's work aims to solve problems of viscoelastic fluids in which there exist regions where pressure varies and to study these numerical results comparing them with the standard Oldroyd-B model. / Mestre

Orientador: Irineu Bicudo / Banca: Carlos Roberto de Moraes / Banca: Gustavo Barbosa / Banca: Henrique Lazari / Banca: Renata Geromel Meneghetti / Resumo: Essa narrativa tenta reconstituir a história de vida de Benedito Castrucci. Trouxe aspectos da vida pessoal, a origem dos seus antecedentes, algumas circunstâncias da infância, juventude e do convívio familiar com esposa e filhos. A sua formação acadêmica na educação básica e superior foi retratada. Revelou as diversas escolas que frequentou, indicando que recebeu elevado padrão de ensino, conhecimento específico e cultural de vanguarda. Identificou algumas características do processo educativo, da relação com professores e do seu rendimento escolar. A trajetória profissional como docente por diversas instituições exemplificam sua dedicação por muitos anos ao ensino e aprendizagem da matemática, na formação de jovens, professores de matemática e também engenheiros. Como pesquisador e educador, contribuiu diretamente para o desenvolvimento das atividades de pesquisa em matemática e na estruturação e consolidação da Educação Matemática brasileira. Sua obra destinada ao estudo e ensino da geometria aponta que ele foi um dos maiores autores e investigadores desse tema no Brasil / Abstract: This narrative tries to reconstitute the life history of Benedito Castrucci. Brought aspects of personal life, the source of his antecedents, some circumstances of childhood, youth and family living with his wife and children. His academic background in basic and higher education was portrayed. Revealed the various schools he attended, indicating that received a high standard of education, specific knowledge and cultural. Identified some characteristics of the educational process, the relationship with teachers and school performance. The professional career as a teacher by various institutions exemplify his dedication for many years to teaching and learning of mathematics, on the training of young people, teachers of mathematics and engineers also. As a researcher and educator, contributed directly to the development of research activities in mathematics and in structuring and consolidation of Brazilian Mathematics Education. His work for the study and teaching of geometry points out that he was one of the greatest authors and researchers of this theme in Brazil / Doutor

O principal objetivo desta dissertação é obter um Teorema do Envelope que permita mecanismos não diferenciáveis, preferências arbitrárias e que possa ser aplicado em modelos com múltiplos agentes. Nós alcançamos isto ao expandir a análise de Milgrom e Segal (2002), generalizando seus resultados para espaços de tipos multidimensionais. Dessa forma, continuamos permitindo que a regra de escolha (mecanismo) seja descontínua. Para obter nosso resultado, é necessário o uso do Teorema do Máximo de Berge e, consequentemente, devemos impor compacidade no conjunto de escolha. Inicialmente esta hipótese pode parecer forte, porém argumentamos que em aplicações _e muito improvável termos um conjunto de escolha aberto ou, principalmente, não limitado. Nós também identificamos condições para que a função valor seja absolutamente contínua e mostramos que sua representação integral também é válida para espaços de tipos multidimensionais. Inicialmente propomos uma generalização direta do resultado de Milgrom e Segal (2002), utilizando a hipótese de continuidade absoluta da função de utilidade do agente. Entretanto, esta exigência não possui muito significado econômico e é considerada pouco elegante por parte da literatura. Neste sentido, incorporamos uma hipótese adicional de diferenciabilidade da utilidade em todo o domínio que gera a mesma representação integral e possui uma maior interpretação econômica. Nossos resultados são, em geral, aplicados a modelos com múltiplos agentes, em especial Economia do Setor Público (provisão de bens públicos e taxação ótima) e teoria dos leilões. / The main objective of this dissertation is to obtain an Envelope Theorem that allows non-di erentiable mechanisms, arbitrary preferences, and that can be applied to models with multiple agents. We achieve that by expanding the analysis of Milgrom and Segal (2002) and generalizing their results to multidimensional type spaces. Thus, we continue allowing that the choice rule (mechanism) is discontinuous. For our result, it is necessary to use the Berge's Maximum Theorem and therefore we must impose compactness in the choice set. Initially this assumption may seem strong, but we argue that in applications there is an open or unbounded choice set is very unlikely. We also identify conditions for the value function is absolutely continuous and show that its integral representation is also valid for multidimensional type spaces. Firstly we propose a direct generalization of the Milgrom and Segal (2002)'s result, using the assumption of absolute continuity of the agent's utility function. However, this requirement does not have much economic interpretation and it is considered not very elegant in the literature. In this sense, we incorporate an additional assumption of di erentiability of the utility in all range that generates the same integral representation and it possesses a greater economic interpretation. Our results are generally applied to models with multiple agents, in particular Public Economics (public goods supply and optimal taxation) and auction theory.

O objetivo do presente trabalho é realizar a concepção de um sistema para a aprendizagem de demonstrações da Geometria Euclidiana Plana e a implementação de um protótipo deste sistema, denominado LEEG - Learning Environment on Euclidean Geometry, desenvolvido para validar as idéias utilizadas em sua especificação. Nos últimos anos, tem-se observado uma crescente evolução dos sistemas de ensino e aprendizagem informatizados. A preocupação com o desenvolvimento de ambientes cada vez mais eficientes, tanto do ponto de vista computacional quanto pedagógico, tem repercutido em um salto de qualidade dos software educacionais. Tais sistemas visam promover, auxiliar e motivar a aprendizagem das mais diversas áreas do conhecimento, utilizando técnicas de Inteligência Artificial para se aproximarem ao máximo do comportamento de um tutor humano que se adapte e atenda às necessidades de cada aluno. A Geometria pode ser vista sob dois aspectos principais: considerada como uma ciência que estuda as representações do plano e do espaço e considerada como uma estrutura lógica, onde a estrutura matemática é representada e tratada no mais alto nível de rigor e formalismo. Entretanto, o ensino da Geometria, nos últimos anos, abandonou quase que totalmente sua abordagem dedutiva. Demonstrações de teoremas geométricos não são mais trabalhadas na maioria das escolas brasileiras, o que repercute em um ensino falho da Matemática, que não valoriza o desenvolvimento de habilidades e competências relacionadas à experimentação, observação e percepção, realização de conjecturas, desenvolvimento de argumentações convincentes, entre outras. Levando-se em conta este cenário, desenvolveu-se o LEEG, um sistema para a aprendizagem de demonstrações geométricas que tem como objetivo auxiliar um aprendiz humano na construção de demonstrações da Geometria Euclidiana Plana. O sistema foi modelado sobre uma adaptação do protocolo de aprendizagem MOSCA, desenvolvido para suportar ambientes de ensino informatizados, cuja aprendizagem é baseada na utilização de exemplos e contra-exemplos. Este protocolo propõe um ambiente de aprendizagem composto por cinco agentes, dentre os quais um deles é o aprendiz e os demais assumem papéis distintos e específicos que completam um quadro de ensino-aprendizagem consistente. A base de conhecimento do sistema, que guarda a estrutura lógica-dedutiva de todas as demonstrações que podem ser submetidas ao Aprendiz, foi implementada através do modelo de autômatos finitos com saída. A utilização de autômatos com saída na aplicação de modelagem de demonstrações dedutivas foi extremamente útil por permitir estruturar os diferentes raciocínios que levam da hipótese à tese da proposição de forma lógica, organizada e direta. As demonstrações oferecidas pelo sistema são as mesmas desenvolvidas por Euclides e referem-se aos Fundamentos da Geometria Plana. São demonstrações que priorizam e valorizam a utilização de objetos geométricos no seu desenvolvimento, fugindo das demonstrações que apelam para a simples manipulação algébrica e que não oferecem uma construção significativa do ponto de vista da Geometria. Porém, mesmo sendo consideradas apenas as demonstrações contidas em Elements, todos os diferentes raciocínios para uma mesma demonstração são aceitos pelo sistema, dando liberdade ao aprendiz no processo de construção da demonstração.

Nesta dissertação trabalhamos com o Modelo de Hull-White para a Estrutura a Termo da Taxa de Juro (ETTJ), considerando o caso em que a volatilidade é uma função determinística do tempo, e duas extensões em que ela segue um processo estocástico não correlacionado com a taxa de juro: uma considerando um movimento Browniano geométrico com drift nulo, e outra considerando um processo de Ornstein-Uhlenbeck com reversão á média. Obtemos aproximações perturbativas para o preço de Zero-coupoun bonds aplicando o Metódo de Perturbação Regular quando os parâmetros envolvendo a volatilidade são pequenos, e realizamos simulações para o caso em que os coeficientes são constantes (Modelo de Vasicek). Desta forma, obtemos uma aproximação para o yield curve, ou ETTJ. Para o caso clássico comparamos a aproximação perturbativa com a solução exata do modelo, e concluímos que uma aproximação considerando correções de até quarta ordem é muito precisa. Para os modelos com volatilidade estocástica, comparamos a aproximação perturbativa de quarta ordem com simulações de Monte Carlo, e observamos um comportamento qualitativo semelhante, principalmente para maturidades menores. / In this dissertation we work with the Hull-White model for the Term-Structure of Interest Rate (TSIR), considering the situation where the volatility is a deterministic function of time, and two extensions that follow a stochastic process uncorrelated with the interest rate: the first considers a geometric Brownian motion with zero drift, and the second a Ornstein-Uhlenbeck process with mean-reversion. We obtain perturbation approximations for the Zero-coupon bond prices using the Regular Perturbation Method when the parameters involving the volatility are small, and perform simulations for the constant coefficient case (Vasicek Model). Once this is done, we obtain a perturbative approximation for the yield curve, or TSIR. For the classical case we compare this approximation with the exact solution, and conclude that a fourth order perturbative approximation is very precise. For the cases with stochastic volatility, we compared the fourth order perturbative approximation with Monte Carlo simulations, and observed essentially the same qualitative behavior, mainly for short maturities.

O estudo da sincronização de sistemas dinâmicos populacionais é importante para prever e avaliar o risco de extinção global. Neste trabalho, investigamos fenômenos de sincronização caótica em modelos metapopulacionais. Primeiramente, consideramos um modelo metapopulacional composto por um número arbitrário de sítios e obtemos um critério para a sincronização que é determinado por dois parâmetros: o número de Lyapunov que depende da dinâmica local de um sítio e um parâmetro que é determinado pela forma como os sítios interagem. A partir disso, consideramos um modelo metapopulacional composto pela distribuição de sítios em duas escalas. A primeira escala é composta por uma metapopulação, enquanto a segunda escala é composta por um número arbitrário de metapopulações. Para esse modelo, analisamos dois tipos de sincronização: o primeiro é quando ambas escalas estão sincronizadas e o segundo considera sincronização na segunda escala. Para o caso de ambas escalas estarem sincronizadas, obtemos um critério para sincronização dependendo de 2 parâmetros: o número de Lyapunov e pela forma como os sítios da primeira escala e da segunda escala interagem. No caso da segunda escala estar sincronizada com os respectivos sítios da primeira escala não necessariamente sincronizados, obtém-se um critério e seus valores são calculados numericamente. / The study of populations' synchronization dynamics is important to predict and evaluate the risk of global extinction. ln this study, we investigate the phenomenon of chaotic synchronization in metapopulation models. At first, we propose a time-varying metapopulation modei composed by patches and we obtain a condition for the synchronization that are determined by two parameters: the Lyapunov number of the separate patch and by a parameter determined from the interaction patches. Afterwards, we propose a time-varying metapopulation of metapopulations modei composed by patches that are distributed in two scales, the first one is composed by a metapopulation and the second one is composed by an arbitrary number of metapopulations. We investigate two kinds of synchronizaton: both scales synchonized and when the second scale is syncronized. ln the first case we obtain a condition for the sYllchronization that are determined by two parameters: the Lyapunov number and by a parameter determined from the first scale and the second scale interaction patches. The second case the condition values for the syncronization are calculated by numerical simulations.

Métodos de estimativa de parâmetros físicos em meios geológicos têm sido amplamente estudados devido a grande importância e ao grande número de aplicações em que podem ser empregados. Neste trabalho, um pulso unidimensional é propagado através de meios geológicos para simular um traço de onda eletromagn ética de georradar, na antena receptora. Num primeiro momento, a propagação da onda é simulada por meio do algoritmo FDTD (Diferenças Finitas no Domínio do Tempo) a m de se observar e analisar os fenômenos de propagação no aparelho receptor. Usa-se então o método de otimização ACO (Ant Colony Optimization) modi cado na expectativa de recuperar os principais parâmetros geológicos inerentes dos materiais. Para alguns per s foram obtidos bons resultados, no entanto ainda se fazem necessárias algumas melhorias na metodologia. Para isso, é proposto o método do coe ciente de re exão para melhorar as estimativas dos parâmetros dos meios. / Methods for physical parameters estimation in geological media have been widely studied due to their great importance and their wide range of applications. In the present work, an one-dimentional pulse is propagated through geological media to simulate a trace of a georadar electromagnetic wave in the receiving antenna. Firstly, the wave propagation is simulated through the FDTD algorithm to observe and analyze the propagation phenomena in the reception device. Then the optimization ACO method it is applied expecting to recover the main geological parameters of the materials. Good results have been obtained to some pro les; however some improvement of the methodology are still necessary. In order to do this, the re ection coe cient method is proposed to enhance the estimative of the parameters from the media.