Les structures menues apparaissent dans les années 1960 de paire avec la conjecture de Vaught, dont elles sont les seuls contre-exemples possibles. Les structures minces sont introduites par Belegradek, et englobent à la fois les structures minimales et menues. Il est bien connu que les ensembles définissables d'une structure mince sont rangés par le rang de Cantor-Bendixson, lorsque l'on fixe un ensemble fini de paramètres. L'étude de ces structures est rendue difficile par le fait que si l'on augmente cet ensemble de paramètres, le rang croît, et on ne sait maîtriser sa croissance. Nous présentons des propriétés de calcul de ce rang, une condition de chaîne descendante locale sur les groupes définissables (par des formules faisant intervenir des paramètres de la clôture algébrique d'un ensemble fini), ainsi qu'une notion de presque stabilisateur local. Nous en déduisons des propriétés algébriques des structures minces : un corps mince de caractéristique positive est localement de dimension finie sur son centre (une réponse au problème 6.1.5 de Wagner, Simple Theories), et un groupe mince infini a un sous groupe abélien infini (cela répond en particulier à la question 2.8 de Wagner, "Groups in simple theories"). Nous nous intéressons ensuite aux structures menues infiniment définissables, et montrons que les groupes d'arité finie infiniment définissables (par des formules n'utilisant que les paramètres d'un ensemble fini) sont l'intersection de groupes définissables (réponse au problème 6.1.14 du livre de Wagner). Nous étendons le résultat aux demi-groupes, anneaux, corps, catégories et groupoïdes infiniment définissables (toujours avec un nombre fini de paramètres), et donnons des résultats de définissabilité locale pour les groupes et corps simples et menus, infiniment définissables sur un ensemble quelconque de paramètres. Enfin, nous réintroduisons le rang de Cantor dans son contexte topologique et montrons que la dérivée de Cantor peut être vue comme un opérateur de dérivation dans un semi-anneau d'espaces topologiques. Dans l'idée de trouver un rang de Cantor global pour les théories stables, nous essayons de nous débarrasser du mot dénombrable omniprésent lorsque l'on fait de la topologie, en le remplaçant par un cardinal régulier k. Nous développons une notion d'espace k-métrique, de k-topologie, de k-compacité etc. et montrons un k-analogue du lemme de métrisabilité d'Urysohn, et du théorème de Cantor-Bendixson.

Στόχος της παρούσας Διατριβής είναι να ερευνήσει τη διαμόρφωση των αντιλήψεων γύρω από τα απειροστά και τις σχετικές μ’ αυτά επ’ άπειρον διαδικασίες σε δύο κατευθύνσεις: 1. Την ιστορική εξέλιξη και ερμηνεία της έννοιας του απειροστού και 2. Την ανάλυση των σχετικών αντιλήψεων των φοιτητών-αυριανών καθηγητών των μαθηματικών. Στο πρώτο μέρος της διατριβής γίνεται ανάλυση και ερμηνεία των αντιλήψεων για τα απειροστά που εκφράστηκαν από την Αρχαία μέχρι τη σύγχρονη εποχή. Η μελέτη αυτή οδηγεί στην κατασκευή ενός ερμηνευτικού πλαισίου που διακρίνει τα ιστορικά ερμηνευτικά πρότυπα (μοντέλα) των απειροστών σε τρία αντιθετικά ζεύγη ως εξής: Ι. Εντασιακά-Εκτασιακά πρότυπα απειροστών. ΙΙ. Ομογενή-Μη ομογενή πρότυπα απειροστών. ΙΙΙ. Μηδενοδύναμα-μη μηδενοδύναμα πρότυπα απειροστών. Το παραπάνω πλαίσιο χρησιμοποιείται στο δεύτερο μέρος της διατριβής ως μεθοδολογικό εργαλείο για το σχεδιασμό διδακτικών πειραμάτων και την ανάλυση των εμπειρικών δεδομένων. Ειδικότερα, έγιναν τρία διδακτικά πειράματα με φοιτητές του Τμήματος των Μαθηματικών. Στο πρώτο πείραμα ερευνήθηκε η έννοια της ταχύτητας σύγκλισης ακολουθίας ως μια διαισθητική προσέγγιση στα απειροστά. Στο δεύτερο πείραμα, ερευνήθηκε η δυνατότητα προσέγγισης στα απειροστά μέσα από κλασσικά θέματα των διακριτών Μαθηματικών, όπως ο υπολογισμός του αθροίσματος των δυνάμεων φυσικών αριθμών. Στο τρίτο πείραμα έγινε διδασκαλία ενός συγκεκριμένου μοντέλου των υπερ-πραγματικών αριθμών και αναλύθηκαν τα αποτελέσματα. Τα κυριότερα συμπεράσματα της διατριβής είναι: 1. Η σημασία της κατασκευής μαθηματικών οντοτήτων που ικανοποιούν τα αξιώματα της Πραγματικής Ανάλυσης, 2. Η σημασία της διαισθητικής προσέγγισης και τα όριά της και 3. Η καταλληλότητα των προτεινόμενων μοντέλων και θεμάτων, ως διδακτικού υλικού. / The aim of this Ph.D thesis is the conceptions regarding infinitesimals and infinitesimal processes in two directions: 1. The historical evolution and interpretation of the concept of infinitesimal and 2. The analysis of the conception of the students–prospective teachers of Mathematics. The first part of the thesis contains a study and an analysis of infinitesimals that appeared in History from Antiquity to our era. This study leads to the construction of a framework of interpretation which distinguishes the interpretative models into three pairs of opposites: I. Homogenous-Nonhomogenous, models of infinitesimals II. Intensional-Extensional, models of infinitesimals III. Nilpotent-Non nilpotent, models of infinitesimals The above framework is applied in the second part of the thesis, as a methodological tool for the design of didactical experiments with students of Mathematics. The first experiment concerns a research study on the notion of the rate of convergence, as an intuitive approach to infinitesimals. The second experiment is referred to the emergence of infinitesimals through classical themes (issues) of discrete mathematics, such as the computation of sums of powers of integers. The third experiment concerns the teaching of a specific model of Hyper-Real numbers and the analysis of its empirical outcomes. The main conclusions of this thesis are: 1. The significance of the construction of mathematical entities, which satisfy the axioms of Real Analysis. 2. The significance of the intuitive approach, as well with a focus on its foreseen limitations. 3. The relevance of the proposed models and themes as potential didactical material.

A sign pattern(matrix) is a matrix whose entries are from the set {+,-,0}. An n x n sign pattern matrix is a spectrally arbitrary pattern(SAP) if for every monic real polynomial p(x) of degree n, there exists a real matrix B whose entries agree in sign with A such that the characteristic polynomial of B is p(x). An n x n pattern A is an inertialy arbitrary pattern(IAP) if (r,s,t) belongs to the inertia set of A for every nonnegative triple (r,s,t) with r+s+t=n. Some elementary results on these two classes of patterns are first exhibited. Tree sign patterns are then investigated, with a special emphasis on 4 x 4 tridiagonal sign patterns. Connections between the SAP(IAP) classes and the classes of potentially nilpotent and potentially stable patterns are explored. Some interesting open questions are also provided.

This thesis is concerned with aspects of the model theory of infinite soluble groups. The results proved lie on the border between group theory and model theory: the questions asked are of a model-theoretic nature but the techniques used are mainly group-theoretic in character. We present a characterization of those groups contained in the universal closure of a restricted wreath product U wr G, where U is an abelian group of zero or finite square-free exponent and G is a torsion-free soluble group with a bound on the class of its nilpotent subgroups. For certain choices of G we are able to use this characterization to prove further results about these groups; in particular, results related to the decidability of their universal theories. The latter part of this work consists of a number of independent but related topics. We show that if G is a finitely generated abelian-by-metanilpotent group and H is elementarily equivalent to G then the subgroups gamma_n(G) and gamma_n(H) are elementarily equivalent, as are the quotient groups G/gamma_n(G) and G/gamma_n(H). We go on to consider those groups universally equivalent to F_2(VN_c), where the free groups of the variety V are residually finite p-groups for infinitely many primes p, distinguishing between the cases when c = 1 and when c > 2. Finally, we address some important questions concerning the theories of free groups in product varieties V_k · · ·V_1, where V_i is a nilpotent variety whose free groups are torsion-free; in particular we address questions about the decidability of the elementary and universal theories of such groups. Results mentioned in both of the previous two paragraphs have applications here.

In this thesis we classify singular vectors in scalar parabolic Verma modules for those pairs (sl(n, C), p) of complex Lie algebras where the homogeneous space SL(n, C)/P is the Grassmannian of k-planes in Cn . We calculate cohomology of nilpotent radicals with values in certain unitarizable highest weight modules. According to [BH09] these modules have BGG resolutions with weights determined by this cohomology. Such resolutions induce complexes of invariant differential operators on sections of associated bundles over Hermitian symmetric spaces. We describe formal completions of unitarizable highest weight modules that one can use to modify method from [CD01] that constructs sequences of differential operators over any 1-graded (aka almost Hermitian) geometry. We suggest uniform description of octonionic planes that could serve as a basis for better understanding of the exceptional Hermitian symmetric space for group E6.

Pour toute variété affine W munie d'une opération d'un groupe réductif G, le schéma de Hilbert invariant est un espace de modules qui classifie les sous-schémas fermés de W, stables par l'opération de G, et dont l'algèbre affine est somme directe de G-modules simples avec des multiplicités finies préalablement fixées. Dans cette thèse , on étudie d'abord le schéma de Hilbert invariant, noté H, qui paramètre les sous-schémas fermés GL(V)-stables Z de W=n1 V oplus n2 V^* tels que k[Z] est isomorphe à la représentation régulière de GL(V) comme GL(V)-module. Si dim(V)<3,on montre que H est une variété lisse, et donc que le morphisme de Hilbert-Chow gamma: H -> W//G est une résolution des singularités du quotient W//G. En revanche, si dim(V)=3, on montre que H est singulier. Lorsque dim(V)<3, on décrit H par des équations et aussi comme l'espace total d'un fibré vectoriel homogène au dessus d'un produit de deux grassmanniennes. On se place ensuite dans le cadre symplectique en prenant n1=n2 et en remplaçant W par la fibre en 0 de l'application moment mu: W -> End(V). On considère alors le schéma de Hilbert invariant H' qui paramètre les sous-schémas contenus dans mu^{-1}(0). On montre que H' est toujours réductible, mais que sa composante principale Hp' est lisse lorsque dim(V)<3. Dans ce cas, le morphisme de Hilbert-Chow est une résolution (parfois symplectique) des singularités du quotient mu^{-1}(0)//G. Lorsque dim(V)<3, on décrit Hp' comme l'espace total d'un fibré vectoriel homogène au dessus d'une variété de drapeaux. Enfin, on obtient des résultats similaires lorsque l'on remplace GL(V) par un autre groupe classique (SL(V), SO(V), O(V), Sp(V)) que l'on fait opérer d'abord dans W=nV, puis dans la fibre en 0 de l'application moment. / Let W be an affine variety equipped with an action of a reductive group G. The invariant Hilbert scheme is a moduli space which classifies the G-stable closed subschemes of W such that the affine algebra is the direct sum of simple G-modules with previously fixed finite multiplicities. In this thesis, we first study the invariant Hilbert scheme, denoted H. It parametrizes the GL(V)-stable closed subschemes Z of W=n1 V oplus n2 V^* such that k[Z] is isomorphic to the regular representation of GL(V) as GL(V)-module. If dim(V)<3, we show that H is a smooth variety, so that the Hilbert-Chow morphism gamma: H -> W//G is a resolution of singularities of the quotient W//G. However, if dim(V)=3, we show that H is singular. When dim(V)<3, we describe H by equations and also as the total space of a homogeneous vector bundle over the product of two Grassmannians. Then we consider the symplectic setting by letting n1=n2 and replacing W by the zero fiber of the moment map mu: W -> End(V). We study the invariant Hilbert scheme H' which parametrizes the subschemes included in mu^{-1}(0). We show that H' is always reducible, but that its main component Hp' is smooth if dim(V)<3. In this case, the Hilbert-Chow morphism is a resolution of singularities (sometimes a symplectic one) of the quotient mu^{-1}(0)//G. When dim(V)=3, we describe Hp' as the total space of a homogeneous vector bundle over a flag variety. Finally, we get similar results when we replace GL(V) by some other classical group (SL(V), SO(V), O(V), Sp(V)) acting first on W=nV, then on the zero fiber of the moment map.

Neste trabalho estudamos loops de Bol 2-nilpotentes e de expoente 2. Além disso, mostramos que o ideal de aumento de uma álgebra de loop, de um loop finito p-nilpotente em característica p > 0, é nilpotente. Com este resultado conseguimos caracterizar os elementos inversíveis da álgebra de loop de um loop 2-nilpotente sobre um corpo de dois elementos. Provamos também que loops de Bol finitos 2-nilpotentes e de expoente 2 podem ser mergulhados em um loop de Bol à direita de elementos inversíveis de uma álgebra alternativa à direita, sobre um corpo de característica dois. / In this work we study 2-nilpotent Bol loops of exponent 2. Besides, we prove that the augmentation ideal of a loop algebra, of a finite p-nilpotent loop in characteristic p > 0, is nilpotent. With this result we characterized the invertible elements of the loop algebra of a 2-nilpotent loop over a field with two elements. We also proof that 2-nilpotent Bol loops of exponent 2 may be embedded into a right Bol loop of invertible elements of a right alternative algebra, over a field of characteristic 2.

Si (π, H) est une représentation unitaire irréductible d'un groupe de Lie G, on sait lui associer son application moment Ψπ. La fermeture de l'image de Ψπ s'appelle l'ensemble moment de π. Généralement, cet ensemble est Conv(Oπ), si Oπ est l'orbite coadjointe associée à π. Mais il ne caractérise pas π : deux orbites distinctes peuvent avoir la même enveloppe convexe fermée. On peut contourner cette non séparation en considérant un surgroupe G+ de G et une application non linéaire ø de g* dans (g+)* telle que, pour les orbites générique, ø(O) est une orbite et Conv (ø(O)) caractérise O. Dans cette thèse, on montre que l'on peut choisir le couple (G+, ø), avec ø de degré ≤ 2 pour tous les groupes nilpotents de dimension ≤ 6, à une exception près, tous les groupes résolubles de dimension ≤ 4, et pour un exemple de groupe de déplacements. Ensuite, on étudie le cas des groupes G = SL(n, R). Pour ces groupes, il existe un tel couple avec ø de degré n, mais il n'en existe pas avec ø de degré 2 si n>2, il n'en existe pas avec ø de degré 3 si n=4. Enfin, on montre que l'application moment Ψπ est celle d'une action fortement hamiltonienne de G sur la variété de Fréchet symplectique PH∞. On construit un foncteur qui associe à tout G un surgroupe de Lie Fréchet G̃, de dimension infinie et, à tout π de G, une action π̃ fortement hamiltonienne, dont l'ensemble moment caractérise π / To a unitary irreducible representation (π,H) of a Lie group G, is associated a moment map Ψπ. The closure of the range of Ψπ is the moment set of π. Generally, this set is Conv(Oπ), if Oπ is the corresponding coadjoint orbit. Unfortunately, it does not characterize π : 2 distincts orbits can have the same closed convex hull. We can overpass this di culty, by considering an overgroup G+ for G and a non linear map ø from g* into (g+)* such that, for generic orbits, ø(O) is an orbit and Conv( ø(O)) characterizes O. In the present thesis, we show that we can choose the pair (G+,ø), with deg ø ≤2 for all the nilpotent groups with dimension ≤6, except one, for all solvable groups with diemnsion ≤4, and for an example of motion group. Then we study the G=SL(n,R) case. For these groups, there exists ø with deg ø =n, if n>2, there is no such ø with deg ø=2, if n=4, there is no such ø with deg ø=3. Finally, we show that the moment map Ψπ is coming from a stronly Hamiltonian G-action on the Frécht symplectic manifold PH∞. We build a functor, which associates to each G an infi nite diemnsional Fréchet-Lie overgroup G̃,and, to each π a strongly Hamiltonian action, whose moment set characterizes π

Tato diplomová práce se zabývá popisem kinematického modelu řízení neholonomního mechanismu, konkrétně robotického hada. Model je zkoumán prostředky diferenciální geometrie. Dále je odvozena jeho nilpotentní aproximace. Lokální říditelnost je zjištěna pomocí dimenze Lieovy algebry generované řídícími vektorovými poli a jejich Lieovými závorkami. V závěru jsou navrženy dva jednoduché řídící algoritmy, jeden pro globální a druhý pro lokální řízení, a poté následuje srovnání jednotlivých modelů.

This doctoral thesis provides several new results in which we leverage the inner structure of non-singular rings, in particular of self-injective von Neumann regular rings. First, we describe categorical and set-theoretical conditions under which all products of compact objects remain compact, where the notion of compactness is relativized with respect to a fixed subclass of objects. A special instance when such closure property holds are the classic module categories over rings of our interest. Moreover, we show that a potential counterexample for Köthe's Conjecture might be in the form of a countable local subring of a suitable simple self-injective von Neumann regular ring. 1