<div>In this thesis, we present two main results in applied topology.</div><div> In our first result, we describe an algorithm for computing a semi-algebraic description of the quotient map of a proper semi-algebraic equivalence relation given as input. The complexity of the algorithm is doubly exponential in terms of the size of the polynomials describing the semi-algebraic set and equivalence relation.</div><div> In our second result, we use the fact that homology groups of a simplicial complex are isomorphic to the space of harmonic chains of that complex to obtain a representative cycle for each homology class. We then establish stability results on the harmonic chain groups.</div>

Neste projeto apresentamos os teoremas de estrutura, decomposição celular, e o teorema da existência da triangulação para conjuntos semi-algébricos compactos. Como aplicações destes teoremas mostramos o lema de seleção da curva local e global. Além disso, apresentamos uma breve descrição da topologia da fibra de Milnor local e global, bem como alguns resultados sobre o grau de conexidade da fibra genérica global de uma função polinomial complexa, que mostram a íntima relação entre o grau de conexidade com a dimensão do conjunto singular. / In this project we present some structure theorems, cell decomposition, and the theorem on the existence of triangulation for compact semi-algebraic sets. As applications we prove the curve selection lemma in the local and global cases. Moreover, we present a brief description about the topology of local and global Milnor´s fibers, as well as, some results about the connectivity degree of the generic fibers of a complex polynomial function, that show the close relation between the connectivity degree and the dimension of the singular locus.

Neste projeto apresentamos os teoremas de estrutura, decomposição celular, e o teorema da existência da triangulação para conjuntos semi-algébricos compactos. Como aplicações destes teoremas mostramos o lema de seleção da curva local e global. Além disso, apresentamos uma breve descrição da topologia da fibra de Milnor local e global, bem como alguns resultados sobre o grau de conexidade da fibra genérica global de uma função polinomial complexa, que mostram a íntima relação entre o grau de conexidade com a dimensão do conjunto singular. / In this project we present some structure theorems, cell decomposition, and the theorem on the existence of triangulation for compact semi-algebraic sets. As applications we prove the curve selection lemma in the local and global cases. Moreover, we present a brief description about the topology of local and global Milnor´s fibers, as well as, some results about the connectivity degree of the generic fibers of a complex polynomial function, that show the close relation between the connectivity degree and the dimension of the singular locus.

Nos últimos anos, váarios pesquisadores tais como: A. Bodin, A. Dimca, A. Durfee, A. Jacquemard, A. Menegon Neto, A. Némethi, A. Pichon, A. Verjovsky, A. Zaharia, D. Siersma, H. A. Hamm, D. Massey, H. Aguilar-Cabrera, H. H. Vui, J. Cisneros, J. Seade, J. Snoussi, L. D. Tráng, L. Paunescu, L. R. Dias, M. A. S. Ruas, M. Oka, M. Tibar, N. Dutertre, R. N. Araújo dos Santos, S. A. Broughton, T. Gaffney, Y. Chen, entre outros, têm apresentado generalizações dos Teoremas de fibrações de Milnor no ambiente real e complexo (e do Teorema de Kurdyka-Orro-Simon, ver por exemplo [Di, KOS]), visando um melhor entendimento de propriedades topológicas locais e globais das singularidades. Nesta direção de pesquisa esses autores tem utilizado várias ferramentas e técnicas de diversas áreas da matemática. O que mostra a riqueza e a complexidade destes estudos e acrescenta, em nossa modesta opinião, um aspecto que é ao mesmo tempo interessante e desafiador. Neste trabalho, mostraremos como estender as fibrações de Milnor em esferas no caso local e global, real e complexo, para uma aplicação C2-semi-algébrica F = (f1, . . . , fp) : RN &rarr; Rp e uma variedade W &sub; RN semi-algébrica com possível singularidade. Com tal objetivo, introduziremos as condições de Milnor (a) e (b) generalizadas\" e mostraremos como adaptar a técnica da decomposição open book superior com binding singular, introduzida em [AT, ACT1]. Nossos resultados sugerem que tal estrutura de fibração pode ser um caso particular de algum Teorema estrutural mais geral. Além do mais, considerando &pi; : Rp &rarr; Rp-1 a projeção canônica na meta, mostraremos que se F satisfaz tais condições, então G = &pi; o F : RN &rarr; Rp-1 também satisfaz e, consequentemente, G também induz em W uma fibração suave localmente trivial. Concluiremos mostrando que após as projeções as fibras destes fibrados são homotopicamente equivalentes e, em seguida, apresentando algumas fórmulas que relacionam a característica de Euler do \"link relativo\" W &cap; F-1 (0) com a característica de Euler das fibras. / In the last years, several researchers such as: A. Bodin, A. Dimca, A. Durfee, A. Jacquemard, A. Menegon Neto, A. Némethi, A. Pichon, A. Verjovsky, A. Zaharia, D. Siersma, H. A. Hamm, D. Massey, H. Aguilar-Cabrera, H. H. Vui, J. Cisneros, J. Seade, J. Snoussi, L. D. Trang, L. Paunescu, L. R. Dias, M. A. S. Ruas, M. Oka, M. Tibar, N. Dutertre, R. N. Araújo dos Santos, S. A. Broughton, T. Gaffney, Y. Chen, and others, have proven generalizations of Milnor fibrationss Theorems in the real and complex settings (and Kurdyka-Orro-Simons Theorem, see e.g. [Di, KOS]), aiming a better understanding of the local and global topological properties of singularity. In this research branch, these authors have used many different tools and techniques from several areas of Mathematics. This shows the richness and complexities of these studies and adds, in our modest opinion, an aspect that is simultaneously interesting and challenging. In this work, we introduce the generalized Milnors conditions (a) and (b) to show an extension of the Milnor fibration Theorems on spheres in the local and global cases, in the real and complex setting. For this, we consider a C2-semi-algebraic mapping F = (f1, . . . , fp) : RN &rarr; Rp , a possible singular semi-algebraic variety W &sub; RN, and we show how to adapt the technique of Higher open book decomposition with singular binding, introduced by [AT, ACT1], to prove such extension. Our results suggest that such fibration structure may be a particular case of a more general fibration structure. Furthermore, considering : Rp Rp-1 the canonical projection on the target space, we show that if F satisfies the generalized Milnors conditions (a) and (b), then G = &pi; o F : RN &rarr; Rp-1 also satisfies these conditions and, hence G also induces on W a smooth locally trivial fibration. Finally, we show that after the projections on the target space, the fibers of these fiber bundles are homotopically equivalent. We conclude by proving some formulae connecting the Euler characteristic of \"relative link\" W &cap; F-1 (0) with the Euler characteristic of the fibers. Key words and phrases: generalized open book decomposition, fibration structure on semi-algebraic sets, topology of singularity, real and complex Milnors fibrations and, local and global fibration.

Nos últimos anos, váarios pesquisadores tais como: A. Bodin, A. Dimca, A. Durfee, A. Jacquemard, A. Menegon Neto, A. Némethi, A. Pichon, A. Verjovsky, A. Zaharia, D. Siersma, H. A. Hamm, D. Massey, H. Aguilar-Cabrera, H. H. Vui, J. Cisneros, J. Seade, J. Snoussi, L. D. Tráng, L. Paunescu, L. R. Dias, M. A. S. Ruas, M. Oka, M. Tibar, N. Dutertre, R. N. Araújo dos Santos, S. A. Broughton, T. Gaffney, Y. Chen, entre outros, têm apresentado generalizações dos Teoremas de fibrações de Milnor no ambiente real e complexo (e do Teorema de Kurdyka-Orro-Simon, ver por exemplo [Di, KOS]), visando um melhor entendimento de propriedades topológicas locais e globais das singularidades. Nesta direção de pesquisa esses autores tem utilizado várias ferramentas e técnicas de diversas áreas da matemática. O que mostra a riqueza e a complexidade destes estudos e acrescenta, em nossa modesta opinião, um aspecto que é ao mesmo tempo interessante e desafiador. Neste trabalho, mostraremos como estender as fibrações de Milnor em esferas no caso local e global, real e complexo, para uma aplicação C2-semi-algébrica F = (f1, . . . , fp) : RN &rarr; Rp e uma variedade W &sub; RN semi-algébrica com possível singularidade. Com tal objetivo, introduziremos as condições de Milnor (a) e (b) generalizadas\" e mostraremos como adaptar a técnica da decomposição open book superior com binding singular, introduzida em [AT, ACT1]. Nossos resultados sugerem que tal estrutura de fibração pode ser um caso particular de algum Teorema estrutural mais geral. Além do mais, considerando &pi; : Rp &rarr; Rp-1 a projeção canônica na meta, mostraremos que se F satisfaz tais condições, então G = &pi; o F : RN &rarr; Rp-1 também satisfaz e, consequentemente, G também induz em W uma fibração suave localmente trivial. Concluiremos mostrando que após as projeções as fibras destes fibrados são homotopicamente equivalentes e, em seguida, apresentando algumas fórmulas que relacionam a característica de Euler do \"link relativo\" W &cap; F-1 (0) com a característica de Euler das fibras. / In the last years, several researchers such as: A. Bodin, A. Dimca, A. Durfee, A. Jacquemard, A. Menegon Neto, A. Némethi, A. Pichon, A. Verjovsky, A. Zaharia, D. Siersma, H. A. Hamm, D. Massey, H. Aguilar-Cabrera, H. H. Vui, J. Cisneros, J. Seade, J. Snoussi, L. D. Trang, L. Paunescu, L. R. Dias, M. A. S. Ruas, M. Oka, M. Tibar, N. Dutertre, R. N. Araújo dos Santos, S. A. Broughton, T. Gaffney, Y. Chen, and others, have proven generalizations of Milnor fibrationss Theorems in the real and complex settings (and Kurdyka-Orro-Simons Theorem, see e.g. [Di, KOS]), aiming a better understanding of the local and global topological properties of singularity. In this research branch, these authors have used many different tools and techniques from several areas of Mathematics. This shows the richness and complexities of these studies and adds, in our modest opinion, an aspect that is simultaneously interesting and challenging. In this work, we introduce the generalized Milnors conditions (a) and (b) to show an extension of the Milnor fibration Theorems on spheres in the local and global cases, in the real and complex setting. For this, we consider a C2-semi-algebraic mapping F = (f1, . . . , fp) : RN &rarr; Rp , a possible singular semi-algebraic variety W &sub; RN, and we show how to adapt the technique of Higher open book decomposition with singular binding, introduced by [AT, ACT1], to prove such extension. Our results suggest that such fibration structure may be a particular case of a more general fibration structure. Furthermore, considering : Rp Rp-1 the canonical projection on the target space, we show that if F satisfies the generalized Milnors conditions (a) and (b), then G = &pi; o F : RN &rarr; Rp-1 also satisfies these conditions and, hence G also induces on W a smooth locally trivial fibration. Finally, we show that after the projections on the target space, the fibers of these fiber bundles are homotopically equivalent. We conclude by proving some formulae connecting the Euler characteristic of \"relative link\" W &cap; F-1 (0) with the Euler characteristic of the fibers. Key words and phrases: generalized open book decomposition, fibration structure on semi-algebraic sets, topology of singularity, real and complex Milnors fibrations and, local and global fibration.

Un problème de géométrie algébrique réelle s'exprime sous forme d’un système d’équations et d’inéquations polynomiales, dont l’ensemble des solutions est un ensemble semi-algébrique. L'objectif de cette thèse est de montrer comment les algorithmes de ce domaine peuvent être décrits formellement dans le langage du système de preuve Coq.Un premier résultat est la définition formelle et la certification de l’algorithme de transformation de Newton présentée dans la thèse d'A. Bostan. Ce travail fait intervenir non seulement des polynômes, mais également des séries formelles tronquées. Un deuxième résultat est la description d'un type de donnée représentant les ensembles semi-algébriques. Un ensemble semialgébrique est représenté par une formule logique du premier ordre basée sur des comparaisons entre expressions polynomiales multivariées. Pour ce type de données, nous montrons comment obtenir les différentes opérations ensemblistes et allons jusqu'à décrire les fonctions semi-algébriques. Pour toutes ces étapes, nous fournissons des preuves formelles vérifiées à l'aide de Coq. Enfin, nous montrons également comment la continuité des fonctions semi-algébrique peut être décrite, mais sans en fournir une preuve formelle complète. / A real algebraic geometry problem is expressed as a system of polynomial equations and inequalities, and the set of solutions are semi-algebraic sets. The objective of this thesis is to show how the algorithms of this domain can be formally described in the language of the Coq proof system. A first result is the formal definition and certification of the Newton transformation algorithm presented in A. Bostan's thesis. This work involves not only polynomials, but also truncated formal series. A second result is the description of a data type representing semi-algebraic sets. A semi-algebraic set is represented by a first-order logical formula based on comparisons between multivariate polynomial expressions. For this type of data, we show how to obtain the different set operations all the way to describing semialgebraic functions. For all these steps, we provide formal proofs verified with Coq. Finally, we also show how the continuity of semi-algebraic functions can be described, but without providing a fully formalized proof.