CAPES / Esta dissertação está dividida em duas partes. A primeira parte é uma introdução da teoria básica de grupos necessária para o desenvolvimento do teorema da órbita-estabilizador, que permite fazer as contagens das simetrias dos poliedros regulares. A segunda parte é a descrição de uma atividade aplicada em sala de aula. / This dissertation is divided in two parts. The first part is an introduction to basic group theory required for the development of the orbit-stabilizer theorem, that allows the counts of symmetries of the regular polyhedra. The second part is the description of an activity applied in classroom.

A Inteligência de Enxame (Swarm Intelligence) é uma área de estudos que busca soluções para problemas de otimização utilizando-se de técnicas computacionais inspiradas no comportamento social emergente encontrado na biologia. A metaheurística Particle Swarm Optimization (PSO) é relativamente nova e foi inspirada no comportamento social de bandos de pássaros. PSO tem apresentado bons resultados em alguns trabalhos recentes de otimização discreta, apesar de ter sido concebido originalmente para a otimização de problemas contínuos. Este trabalho trata o Problema de Atribuição de Tarefas - Task Assignment Problem (TAP), e apresenta uma aplicação: o problema de alocação de táxis e clientes, cujo objetivo da otimização está em minimizar a distância percorrida pela frota. Primeiramente, o problema é resolvido em um cenário estático, com duas versões do PSO discreto: a primeira abordagem é baseada em codificação binária e a segunda utiliza permutações para codificar as soluções. Os resultados obtidos mostram que a segunda abordagem é superior à primeira em termos de qualidade das soluções e tempo computacional, e é capaz de encontrar as soluções ótimas para o problema nas instâncias para as quais os valores ótimos são conhecidos. A partir disto, o algoritmo é adaptado para a otimização do problema em um ambiente dinâmico, com a aplicação de diferentes estratégias de resposta às mudanças. Os novos resultados mostram que a combinação de algumas abordagens habilita o algoritmo PSO a obter boas soluções ao longo da ocorrência de mudanças nas variáveis de decisão problema, em todas as instâncias testadas, com diferentes tamanhos e escalas de mudança. / Swarm Intelligence searches for solutions to optimization problems using computational techniques inspired in the emerging social behavior found in biology. The metaheuristic Particle Swarm Optimization (PSO) is relatively new and can be considered a metaphor of bird flocks. PSO has shown good results in some recent works of discrete optimization, despite it has been originally designed for continuous optimization problems. This paper deals with the Task Assignment Problem (TAP), and presents an application: the optimization problem of allocation of taxis and customers, whose goal is to minimize the distance traveled by the fleet. The problem is solved in a static scenario with two versions of the discrete PSO: the first approach that is based on a binary codification and the second one which uses permutations to encode the solution. The obtained results show that the second approach is superior than the first one in terms of quality of the solutions and computational time, and it is capable of achieving the known optimal values in the tested instances of the problem. From this, the algorithm is adapted for the optimization of the problem in a dynamic environment, with the application of different strategies to respond to changes. The new results show that some combination of approaches enables the PSO algorithm to achieve good solutions along the occurrence of changes in decision variables problem, in all instances tested, with different sizes and scales of change.

Capes / Na busca por uma melhor representação da realidade tridimensional, as Geometrias não- Euclidianas oferecem uma alternativa ao euclidianismo clássico e um dos destaques e a Geometria Projetiva. Assim, o objetivo deste trabalho e, através de ilustrações, contribuir para a assimilação de definições como perspectiva, projeção e o principio da dualidade. E, a partir de resultados importantes como o Teorema de Desargues, o Teorema de Pappus e o Teorema de Pascal, queremos facilitar a compreensão e a visualização de algumas das técnicas de perspectiva que podem ser adaptadas para o uso na sala de aula pelos professores da Educação B ́ sica. A aplicação de uma oficina de Geometria Projetiva em uma turma do 6o ano do Ensino Fundamental e a avaliação dos resultados revelaram que o tema pode ser desenvolvido de maneira promissora com os estudantes na Educação B ́ sica, obtendo uma melhor compreensão do objeto real e associando-o ao conteúdo matemático envolvido. / In search for a better representation of three-dimensional reality, non-Euclidean Geometries offer an alternative to the classic euclidianism and the Projective Geometry is one of the highlights. The purpose of this word is contribute to the assimilation of definitions such as perspective, projection, and the principle of duality, through illustrations. And, from important results as Desargues’ Theorem, Pappus’ Theorem and Pascal’s Theorem, we want to facilitate understanding and viewing some of the perspective techniques that can be adapted for use in classroom by Basic Education teachers. The application of a workshop of Projective Geometry in a class of 6th grade of elementary school and the evaluation of the results revealed that the theme can be developed in a promising way with students in basic education, getting a better comprehension of the real object and associating it to the mathematical content involved.

CAPES / Esta dissertação está dividida em duas partes. A primeira parte é uma introdução da teoria básica de grupos necessária para o desenvolvimento do teorema da órbita-estabilizador, que permite fazer as contagens das simetrias dos poliedros regulares. A segunda parte é a descrição de uma atividade aplicada em sala de aula. / This dissertation is divided in two parts. The first part is an introduction to basic group theory required for the development of the orbit-stabilizer theorem, that allows the counts of symmetries of the regular polyhedra. The second part is the description of an activity applied in classroom.

A Inteligência de Enxame (Swarm Intelligence) é uma área de estudos que busca soluções para problemas de otimização utilizando-se de técnicas computacionais inspiradas no comportamento social emergente encontrado na biologia. A metaheurística Particle Swarm Optimization (PSO) é relativamente nova e foi inspirada no comportamento social de bandos de pássaros. PSO tem apresentado bons resultados em alguns trabalhos recentes de otimização discreta, apesar de ter sido concebido originalmente para a otimização de problemas contínuos. Este trabalho trata o Problema de Atribuição de Tarefas - Task Assignment Problem (TAP), e apresenta uma aplicação: o problema de alocação de táxis e clientes, cujo objetivo da otimização está em minimizar a distância percorrida pela frota. Primeiramente, o problema é resolvido em um cenário estático, com duas versões do PSO discreto: a primeira abordagem é baseada em codificação binária e a segunda utiliza permutações para codificar as soluções. Os resultados obtidos mostram que a segunda abordagem é superior à primeira em termos de qualidade das soluções e tempo computacional, e é capaz de encontrar as soluções ótimas para o problema nas instâncias para as quais os valores ótimos são conhecidos. A partir disto, o algoritmo é adaptado para a otimização do problema em um ambiente dinâmico, com a aplicação de diferentes estratégias de resposta às mudanças. Os novos resultados mostram que a combinação de algumas abordagens habilita o algoritmo PSO a obter boas soluções ao longo da ocorrência de mudanças nas variáveis de decisão problema, em todas as instâncias testadas, com diferentes tamanhos e escalas de mudança. / Swarm Intelligence searches for solutions to optimization problems using computational techniques inspired in the emerging social behavior found in biology. The metaheuristic Particle Swarm Optimization (PSO) is relatively new and can be considered a metaphor of bird flocks. PSO has shown good results in some recent works of discrete optimization, despite it has been originally designed for continuous optimization problems. This paper deals with the Task Assignment Problem (TAP), and presents an application: the optimization problem of allocation of taxis and customers, whose goal is to minimize the distance traveled by the fleet. The problem is solved in a static scenario with two versions of the discrete PSO: the first approach that is based on a binary codification and the second one which uses permutations to encode the solution. The obtained results show that the second approach is superior than the first one in terms of quality of the solutions and computational time, and it is capable of achieving the known optimal values in the tested instances of the problem. From this, the algorithm is adapted for the optimization of the problem in a dynamic environment, with the application of different strategies to respond to changes. The new results show that some combination of approaches enables the PSO algorithm to achieve good solutions along the occurrence of changes in decision variables problem, in all instances tested, with different sizes and scales of change.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this dissertation, we study the Sturm Liouvile's theorems for the zeros of the solutions of linear differential equations of second order. These classical theorems are applied to analysis of the monotonicity of functions involving the zeros of classical orthogonal polynomials. in particular, Gegenbauer polynomials. / Neste trabalho estudamos os Teoremas de Sturm Liouville para zeros de soluções de equações diferenciais lineares de segunda ordem. Estes teoremas clássicos são aplicados para análise do crescimento e decrescimento de certas funções que envolvem os zeros de Polinômios Ortogonais Clássicos, como os Polinômios de Gegenbauer. / Mestre em Matemática

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we are treated in detail, three subjects of mathematics that relate to each other: Plane Geometry, Geometry and Spatial Revolution Solid. In this approach, we prioritized the calculation of the area of the lateral surfaces and full of Prism, Pyramid, Cylinder, Cone and Sphere, and the calculation of its volumes in the latter, using the principle of the deduction Cavalieri their formulas. In the study of Revolution Solids, we highlight the theorems of Pappus, used to derive the formulas of surface areas and volumes of cylinder, cone and revolution sphere. / Neste trabalho são tratados, de forma detalhada, três temas da Matemática que se relacionam entre si: Geometria Plana, Geometria Espacial e Sólidos de Revolução. Nessa abordagem, priorizou-se o cálculo da área das superfícies lateral e total do Prisma, da Pirâmide, do Cilindro, do Cone e da Esfera, bem como o cálculo de seus volumes, neste último, utilizando-se o princípio de Cavalieri na dedução de suas fórmulas. No estudo dos Sólidos de Revolução, destacam-se os Teoremas de Pappus, usados para deduzir as fórmulas das áreas das superfícies e dos volumes do Cilindro, do Cone e da Esfera de revolução.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O termo Teoria da Prova foi introduzido por Hilbert para identificar o estudo sobre provas formais. Pesquisas nessa Ãrea podem ser classificadas em: a) Teoria da Prova Redutiva ou Interpretacional, cujo objetivo à demonstrar, entre outras coisas, a consistÃncia da matemÃtica utilizando somente mÃtodos finitistas, e b) Teoria da Prova Estrutural, onde caracterÃsticas estruturais das provas formais sÃo investigadas por meio de sistemas dedutivos como DeduÃÃo Natural e CÃlculo de Sequentes. Prawitz, por meio da Teoria da Prova, definiu uma Teoria dos Significados para constantes logicas e propÃs regras esquemÃticas de introduÃÃo e de eliminaÃÃo para caracterizar os conectivos proposicionais. Schroeder-Heister estendeu as definiÃÃes de Prawitz e formalizou o uso de regras como hipÃteses, tornando possÃvel a utilizaÃÃo de cÃlculos para suposiÃÃes separados de cÃlculos para constantes lÃgicas. NÃo estamos interessados na investigaÃÃo de regras esquemÃticas para dar significado a constantes lÃgicas. Pretendemos, na verdade, definir procedimentos de normalizaÃÃo esquemÃticos, baseados em tais regras esquematicas, com objetivo de identificar condiÃÃes suficientes para um sistema ser normalizÃvel. Tais resultados sÃo pertinentes à Teoria Abstrata da Prova, termo usado para identificar o estudo das condiÃÃes abstratas e gerais para a anÃlise prova-teÃrica de sistemas formais. Teoria Abstrata da Prova nÃo estuda cÃlculos lÃgicos especÃficos, mas famÃlias de cÃlculos instÃncias de regras esquemÃticas. A nossa proposta, portanto, baseia-se em regras esquemÃticas que podem ser instanciadas por regras concretas, em particular, por regras que introduzem operadores modais. Provamos, tambÃm, Teoremas de NormalizaÃÃoo Fraca e Forte para sistemas esquemÃticos definidos em funÃÃoo de nossas regras esquemÃticas, obtemos condiÃÃes suficientes para que um sistema instÃncia destas regras seja normalizÃvel, definimos um procedimento que normaliza deduÃÃes concretas e comparamos nossas provas de normalizaÃÃo esquemÃtica com provas de normalizaÃÃo para sistemas definidos na literatura. / The term Theory Test was introduced by Hilbert to identify the study of formal proofs. Research in this area can be classified into: a) Proof Theory of reductive or interpretational, whose goal is to demonstrate, among other things, the consistency of mathematics using only methods finitistas, b) Structural Proof Theory, where the structural characteristics of the formal proofs are investigated by means of deductive systems as Natural Deduction and Sequent Calculus. Prawitz through Theory Proof set a Theory of Meaning for constants logics and proposed schematic introduction rules and elimination to characterize the propositional connectives. Schroeder-Heister settings Prawitz extended and formalized the use of rules as hypotheses, making possible the use of separate calculations for assumptions of calculations for logical constants. We are not interested in the investigation of schematic rules to give meaning to the logical constants. We intend to actually set schematic standardization procedures, based on such schematic rules? Attic, in order to identify sufficient conditions for a system to be normalizÃvel. These results are relevant to the Abstract Theory of Evidence, a term used to identify the study of the conditions abstract and general to the proof-theoretical analysis of formal systems. Abstract Theory of Evidence do not study specific logical calculations, but families of calculations instances of rules schematic. Our proposal is therefore based on rules schematic rules can be instantiated for concrete, in particular, by introducing rules modal operators. We prove also theorems NormalizaÃÃoo Weak and Strong systems defined in schematic funÃÃoo schematic of our rules, we obtain sufficient conditions for a system instance is normalizÃvel these rules, we define a procedure that normalizes deductions concrete evidence and compare our standards with evidence schematic standards for systems defined in the literature.

Let f : \'K POT. \' be a \'C POT. 2\' semi-algebraic mapping for K = R and a polynomial mapping for K = C. It is well-known that f is a locally trivial topological fibration over the complement of the bifurcation set B(f), also called atypical set. In this work, we consider the notion of t-regularity and \'ho E\'-regularity to study the bifurcation set of semi-algebraic mappings f : \'R POT. n\' \'ARROW\' \'R POT. p\' and polynomial mappings f : \'C POT. n\' \'ARROW\' \'C POT. p\'. We show that t-regularity is equivalent to regularity conditions at infinity which have been used by Rabier (1997), Gaffney (1999), Kurdyka, Orro and Simon (2000) and Jelonek (2003) in order to control the asymptotic behaviour of mappings. In addition, we prove that t-regularity implies \'ho E\'-regularity. The \'ho E\'-regularity enables one to define the set of asymptotic non \'ho E\'-regular values S(f) \'This contained\' \' K POT. p\', and the set \'A IND. \'ho E\'\' := f(Singf) U S(f). For \'C POT. 2\' semi-algebraic mappings f : \'R POT. n\' ARROW \' \'R POT. p\' and polynomial mappings f : \'C POT. n\' \'ARROW\' \'C POT. p\', based on a partial Thom stratification at infinity, we rove that S(f) and \'A IND. ho E\' are closed real semi-algebraic sets of dimension at most p - 1 (real dimension at most 2p - 2, for f : \'C POT. n\' \'ARROW\' \'C POT. p\'). Moreover, based on a new fibration theorem at infinity, i.e. holding in the complement of a sufficiently large ball, we obtain B(f) \'this contained\' \'A IND. ho E\'. We study two special classes of polynomial mappings f : \'R POT. n\' \"ARROW\' \'R POT. p\', the class of fair polynomial mappings and the class of Newton non-degenerate polynomial mappings. For fair polynomial mappings, we give an interpretation of t-regularity in terms of integral closure of modules, which is a real counterpart of Gaffney\'s result (1999). For non-degenerate polynomial mappings, we obtain an approximation for B(f) through a set which depends on the Newton polyhedron of f (results like this have been obtained by Némethi and Zaharia (1990) for polynomial functions f : \'C POT. n\' \'ARROW\' C and recently for mixed polynomial functions by Chen and Tibar (2012)). To finish, we discuss some simple consequences of our work: the equivalence t regularity Rabier (equivalently Gaffney, Kuo-KOS, Jelonek) condition for mappings f : X \'ARROW\' \'K POT. p\', where X \'this contained\' \'K POT. n\' is a smooth ane variety; the problem of bijectivity of semi-algebraic mappings; and a formula to compute the Euler characteristic of regular fibres of polynomial mappings f : \'R POT. n\' \'AROOW\' \'R POT. n-1\'. The above results are also extensions of some results obtained, for polynomial functions f : \'K POT. n\' \'ARROW K, by Némethi and Zaharia (1990), Siersma and Tibar (1995), Paunescu and Zaharia (1997), Parusinski (1995) and Tibar (1998). Title: Regularity at infinity and global fibrations of real algebraic maps / Considere f : \'K POT. n\' \"SETA\' \'K POT. p\' uma aplicação semi-algébrica de classe \'C POT. 2\' para K = R e uma aplicação polinomial para K = C. Por resultados clássicos, sabe-se que f é uma fibração topologicamente trivial sobre o complementar dos valores de bifurcação B(f), também chamado de valores atípicos. Neste trabalho, consideramos a t-regularidade e a \'ho E\'-regularidade no estudo dos valores de bifurcação de aplicações semi-algébricas f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. p\' de classe \'C POT. 2\' e aplicações polinomiais f : \'C POT. n\' \'SETA\' \'C POT. p\'. Mostramos que t-regularidade é equivalente às condições de regularidade no infinito usadas por Rabier (1997), Gaffney (1999), Kurdyka, Orro e Simon (2000) e Jelonek (2003) no controle do comportamento assintótico de aplicações. Também mostramos que t-regularidade implica \'ho E\'-regularidade. Através da \'ho E\'-regularidade, definimos o conjunto dos valores assintóticos não \'ho E\'- regulares S(f) \'K POT. p\', e o conjunto \'A IND. ho E\' : = f(Singf) U S(f). Para aplicações semialgébricas f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. p\' de classe \'C POT. 2\' e aplicações polinomiais f : \'C POT. \' \'SETA\' \'C POT. p\', baseados na existência de uma estraticação parcial de Thom no infinito, provamos que S(f) e \'A IND. ho E\' são conjuntos semi-algébricos reais de dimensão no máximo p - 1 (dimensão real no máximo 2p 2, para f : \'C POT. \' \'SETA\' \' C POT. p\'). Além disso, baseados em um novo teorema de fibração no infinito, ou seja na existência de fibração no complementar de uma bola de raio suficientemente grande, obtemos que o conjunto de bifurcação B(f) está contido no conjunto \'A IND. ho E\'. Estudamos também duas classes de aplicações polinomiais f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. p\', a classe de aplicações polinomiais fair e a classe de aplicações Newton não degeneradas. Para aplicações polinomiais fair, obtemos uma interpretação da t-regularidade em termos da teoria de fecho integral de módulos, estendendo para o caso real os resultados de Gaffney (1999). Para aplicações não degeneradas, obtemos uma aproximação de B(f) através de um conjunto que depende do poliedro de Newton de f (resultados deste tipo foram obtidos por Némethi e Zaharia (1990) para funções polinomiais f : \'C POT. \' \'SETA\' C e recentemente para funções polinomiais mistas por Chen e Tibar (2012)). No final, discutimos algumas consequências simples do nosso trabalho: a equivalência t-regularidade condição de Rabier (equivalentemente Gaffney, Kuo-KOS, Jelonek) para aplicações f : X \'SETA\' \'K POT. p\', onde X \'está contido\' \'K POT. n\' é uma variedade suave afim; o problema de bijetividade de aplicações semi-algébricas; e uma fórmula para o cálculo da característica de Euler de fibras regulares de aplicações polinomiais f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. n-1\'. Os resultados acima também são extensões de alguns resultados obtidos para funções polinomiais f : \'K POT. n\' \'SETA\' K, por Némethi e Zaharia (1990), Siersma e Tibar (1995), Paunescu e Zaharia (1997), Parusinski (1995) e Tibar (1998). Título: Regularidade no infinito e fibrações globais de aplicações algébricas reais

[pt] Atualmente, a maioria dos programas para computadores é obtida através da WEB. Como muitas vezes a procedência são fontes desconhecidas, é preciso se certificar de que o código se comporta como o esperado. A solução ideal seria verificar o código contra uma especificação de políticas de segurança ,contudo, isso pode consumir muito tempo.Uma outra alternativa é fazer com que o próprio código prove ser seguro. O conceito de proof-carryng code (PCC)é baseado nessa idéia : um programa carrega consigo uma prova de sua conformidade com certas políticas de segurança. Ou seja ,ele carrega uma prova a respeito de propriedades do próprio código. Portanto, os mesmos métodos froamsi usados para a verificação de programs podem se utilizados para esta tecnolgia. Considerando este fato,neste trabalho é estudado como cálculo de Hoare, em método formal para realizar a verificação de programas, aplicado a códigos-fonte escritos em uma linguagem de programação imperativa, pode ser útil á tecnica de PCC. Conseqüentemente, são pesquisados métodos para a geração de provas de correção de programas utilizando o método citado, para tornar possível a geração de provas de segurança para PCC utilizando o cálculo de Hoare. / [en] Nowdays most computer programs are obtained from the WEB. Since their source is usually unknown, it is necessary to be sure that the code of the program behaves as expected.The ideal solution would be verify the code against a specification of safety policies.However, this can take too much time.Another approach is making the code itself prove that it is safe. The concept os proof-carryng code (PCC) is based on this idea: a program carries a proof of its conformity with certain safety policies. That is , it carries a proof cencerning properties related to the code itself. Therefore, the same formal methods employed in formal verification of programs can be used in this tecnology. Due to this fact, in this work it is studied how Hoare logic applied to source codes written in an imperative programming language, which is a formal methods are researched to generate proofs of program correctness using the method explained, so that it can be possible to generate PCC safety programs with Hoare logic.