La théorie classique des formes normales a pour but de simplifier des problèmes compliqués grâce à des changements de coordonnées réguliers pour ne conserver que les caractéristiques dynamiques du système. Plus précisément, on considère un système dynamique que l'on dit "élémentaire", comme par exemple la partie linéaire d'un champ de vecteurs au voisinage d'un point singulier, et on se donne une perturbation de ce système élémentaire. Les formes normales sont alors l'ensemble des représentants de ces perturbations à la conjugaison près d'une transformation régulière. Elles ne sont constituées que des termes qui caractérisent la dynamique du système perturbé et que l'on appelle "résonances". Dans la première partie de la thèse on cherche à comprendre la dynamique locale d'équations différentielles implicites de la forme F(x,y,y')=0, où F est un germe de fonction holomorphe au voisinage d'un point singulier. Pour cela on utilise la relation intime entre les systèmes implicites et les champs liouvilliens. La classification par transformation de contact des équations implicites provient de la classification symplectique des champs liouvilliens. On utilise alors toute la théorie des formes normales pour les champs de vecteurs, dans le cas holomorphe (Brjuno, Siegel, Stolovitch) et dans le cas réel (Sternberg), que l'on adapte pour les champs liouviliens avec des transformations symplectiques. On établit alors des résultats de classification des équations implicites en fonction des invariants dynamiques, ainsi que des conditions d'existence de solutions locales via les formes normales. / The aim of the classical theory of normal forms is to simplify complicated problems by using regular changes of coordinates, in order to keep the dynamical characteristics of the system. More precisely, we consider a dynamic system said to be "elementary", like a linear part of a vector field in the neighborhood of a singular point, and we focus on a perturbation of this elementary system. Normal forms are the set of all representatives of those perturbations under the action of the group of regular transformation. They are composed of terms which caracterise the dynamics of the perturbed system, and which are called "resonances". In the first part, we try to understand the local dynamic of implicit equations of the form $F(x,y,y')=0$, where $F$ is a germ of holomorphic function in a neighborhood of a singular point. To this end we use the relation between implicit systems and liouvillian vector fields. The classification by contact transformations of implicit equations come from the symplectic classification of liouvillian vector fields. We use all normal forms theory for vector fields, in complex case (Bjruno, Siegel, Stolovitch), and in real case (Sternberg), adapted to liouvillian fields with symplectic transformations. We establish classification results for implicit equations according to the dynamical invariants, and existence conditions of local solutions using normal forms. In the second part, we undertake the normalization of an analytic vector field in a neighborhood of the torus. Brjuno enunciates a theorem of normalization, under conditions of control of small divisors and integrability of the normal forms ; however he doesn't give any proof of that theorem.

Submitted by Otávio Henrique Perez null (otavio_perez@hotmail.com) on 2017-03-03T20:13:38Z No. of bitstreams: 1 DissertacaoOtavioHenriquePerez.pdf: 2570606 bytes, checksum: dd0f73a1627a83d453f101ef3a973d23 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-03-09T17:45:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 perez_oh_me_sjrp.pdf: 2570606 bytes, checksum: dd0f73a1627a83d453f101ef3a973d23 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-09T17:45:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 perez_oh_me_sjrp.pdf: 2570606 bytes, checksum: dd0f73a1627a83d453f101ef3a973d23 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho iremos abordar aspectos qualitativos e geométricos a respeito de campos de vetores suaves por partes. Nosso foco será estudar bifurcações locais e globais de codimensão um e dois e também algumas relações de equivalência para campos vetoriais suaves por partes definidos no plano. Classificaremos e caracterizaremos bifurcações genéricas por meio do retrato de fase e do diagrama de bifurcação dos campos envolvidos. Também faremos uma breve introdução sobre Sistemas Slow-Fast. / In this work we study qualitative and geometric aspects of piecewise smooth vector fields. Our focus is to study local and global bifurcations of codimension one and two and some equivalence relations for piecewise smooth vector fields defined on the plane. We will classify and characterize generic bifurcations using the phase portrait and the bifurcation diagram of the vector fields involved. We also incorporate a brief introduction about Slow-Fast Systems. / FAPESP: 2014/18707-6

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2017-12-27T14:12:36Z No. of bitstreams: 2 Tese - Ubirajara José Gama de Castro - 2017.pdf: 14188106 bytes, checksum: 942882692cd259cae5e8d267f6ac1188 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-12-28T09:43:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Ubirajara José Gama de Castro - 2017.pdf: 14188106 bytes, checksum: 942882692cd259cae5e8d267f6ac1188 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-28T09:43:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Ubirajara José Gama de Castro - 2017.pdf: 14188106 bytes, checksum: 942882692cd259cae5e8d267f6ac1188 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-11-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we study reversible vector fields in two zones and equivariant vector fields in two zones. Our main result is the classification of the symmetric singularities of codimensions 0,1 and 2 of such vector fields. More precisely, in the reversible case in R3, where the dimension of the fixed points variety of the involution associated to the vector field is 2, we present all bifurcation diagram of the codimensions 1 and 2 singularities, describing the changes in the behavior of the symmetric singularities and tangents of the vector field with the transition manifold, S, according to the variation of the bifucartion parameter. We also show the existence of invariant cylinders and, in this case, doing small perturbations we determine invariant manifolds that persisted and we determine the number of limit cycles that were born. When the vector field defined on two zones is equivariant, the dynamic is enriched with the emergence of the sliding vector field and we also do a local study and the classification of singularities (and pseudo-singularities) of codimensions 0,1 and 2. We show the existence of homoclinic sliding orbit and that it is a codimension one phenomenon. Moreover, provided the symmetry we get a double Shilnikov sliding orbit. / Neste trabalho, estudamos campos vetoriais em duas zonas reversíveis e campos vetoriais em duas zonas equivariantes. Nosso resultado principal é a classificação das singularidades simétricas de codimensões 0, 1 e 2 de tais campos vetoriais. Mais precisamente, no caso reversível em R3, onde a dimensão da variedade de pontos fixos da involução associada ao campo vetorial é 2, apresentamos todos os diagramas de bifurcação das singularidades de codimensão 1 e 2, descrevendo as mudanças no comportamento das singularidades simétricas e das tangências do campo vetorial com a variedade de transição S, de acordo com a variação do parâmetro de bifurcação. Mostramos também a existência de cilindros invariantes e, nesse caso, fazendo pequenas perturbações determinamos variedades invariantes que persistiram e determinamos o número de ciclos limites que surgiram. Quando o campo vetorial definido em duas zonas é equivariante, a dinâmica é enriquecida com o surgimento do campo vetorial deslizante e também fazemos um estudo local e a classificação das singularidades (e pseudossingularidades) de codimensões 0, 1 e 2. Mostramos a existência de órbitas homoclínicas deslizantes e que esse é um fenômeno de codimensão 1 e devido à simetria do campo vetorial equivariante, teremos um duplo Shilnikov deslizante.

We are interested in studying an involutive system defined by a closed non-exact 1-form on a closed and orientable surface. Here we present a necessary condition for the global solvability of this system. We also make some particular constructions of globally solvable systems that motivate the equivalence between the global solvability and the necessary condition, for two cases involving 1-forms of the Morse type, namely, when the surface is the bitorus or when the 1-form is generic / Nosso interesse é estudar um sistema involutivo definido por uma 1-forma fechada e não-exata em uma superfície fechada e orientável. Apresentamos aqui uma condição necessária para a resolubilidade global desde sistema. Nós também construímos exemplos de sistemas globalmente resolúveis que nos permitiram fornecer a equivalência entre a resolubilidade global e a condição necessária, para dois casos envolvendo 1-formas do tipo Morse: quando a superfície é o bitoro ou quando a 1-forma é genérica

Abordaremos o estudo de condições para que certas equações diferenciais parciais tenham solução. Consideraremos equações do tipo Lu = f; onde tomamos L em algumas classes de campos vetoriais em toros de dimensão maior que dois. Tais campos vetoriais são operadores que agem no espaço das funções definidas no toro e que são infinitamente diferenciáveis. A principal questão é determinar quando tais operadores têm imagem fechada. Temos também interesse em saber quando que a imagem de tais operadores e um subespaço de codimensão finita, bem como estudar a regularidade de tais operadores. As respostas de tais questões envolvem certas propriedades dos coeficientes desses operadores, onde citamos: a conexidade de sub-níveis de primitivas da parte imaginária dos coeficientes; condições Diofantinas; a ordem de anulamento dos coeficientes e relações entre as ordens de anulamento das partes real e imaginária dos coeficientes; além disso, o número de vezes que a parte imaginária de um coeficiente c muda de sinal entre dois zeros consecutivos de c também desempenha um papel. Conseguimos caracterizar a resolubilidade e a hipoelíticidade global de campos vetoriais do tipo tubo em toros de dimensão maior do que dois, estendendo os resultados em dimensão dois. Depois, em dimensões, fornecemos condições que respondem sobre a imagem ser ou não fechada, para uma outra classe de campos vetoriais que não são do tipo tubo. Uma de tais condições esta relacionada com a famosa condição (P) de Nirenberg-Treves. Em particular, obtemos o mesmo para uma classe de campos vetoriais em dimensão são dois, para os quais a codimensão da imagem foi exaustivamente estudada. / We are concerned with the study of properties so that we can solve certain partial differential equations. We will consider equations of the form Lu = f; where we take L in some classes of vector fields on tori of dimension greater than two. This vector fields are viewed as operators acting on the space of smooth functions deffned on the torus. The main questions to study the closedness of the range of L. It is also of interest to know whe ther the range has finite codimension, as well as to study the regularity of L. The answers of these questions are connected with certain properties of the coeffcients of L; such as: Diophantine conditions; the connectedness of some sublevel sets involving primitive so fthe imaginary part of the coeffcients; the order of vanishing of each coeffcient and relations between the order of vanishing of the real and imaginary parts of each coeffcient; in addition, the number of times that the imaginary part of a coeffcient c changes sign between two consecutive zeros of c also plays a role. We characterize both global solvability and hypoellipticity for vector fields of tube type on tori of dimension greater than two, extending the results in dimension two. More over, in dimension three, we find conditions for the closedness of the range for a class of vector fields which are not of tube type. One of theese conditions is related to the well known Nirenberg-Treves condition (P). In particular,we obtain the same for a class of vector fields on the two- torus,for which the codimension of the range was largely studied.

Abordaremos o estudo de condições para que certas equações diferenciais parciais tenham solução. Consideraremos equações do tipo Lu = f; onde tomamos L em algumas classes de campos vetoriais em toros de dimensão maior que dois. Tais campos vetoriais são operadores que agem no espaço das funções definidas no toro e que são infinitamente diferenciáveis. A principal questão é determinar quando tais operadores têm imagem fechada. Temos também interesse em saber quando que a imagem de tais operadores e um subespaço de codimensão finita, bem como estudar a regularidade de tais operadores. As respostas de tais questões envolvem certas propriedades dos coeficientes desses operadores, onde citamos: a conexidade de sub-níveis de primitivas da parte imaginária dos coeficientes; condições Diofantinas; a ordem de anulamento dos coeficientes e relações entre as ordens de anulamento das partes real e imaginária dos coeficientes; além disso, o número de vezes que a parte imaginária de um coeficiente c muda de sinal entre dois zeros consecutivos de c também desempenha um papel. Conseguimos caracterizar a resolubilidade e a hipoelíticidade global de campos vetoriais do tipo tubo em toros de dimensão maior do que dois, estendendo os resultados em dimensão dois. Depois, em dimensões, fornecemos condições que respondem sobre a imagem ser ou não fechada, para uma outra classe de campos vetoriais que não são do tipo tubo. Uma de tais condições esta relacionada com a famosa condição (P) de Nirenberg-Treves. Em particular, obtemos o mesmo para uma classe de campos vetoriais em dimensão são dois, para os quais a codimensão da imagem foi exaustivamente estudada. / We are concerned with the study of properties so that we can solve certain partial differential equations. We will consider equations of the form Lu = f; where we take L in some classes of vector fields on tori of dimension greater than two. This vector fields are viewed as operators acting on the space of smooth functions deffned on the torus. The main questions to study the closedness of the range of L. It is also of interest to know whe ther the range has finite codimension, as well as to study the regularity of L. The answers of these questions are connected with certain properties of the coeffcients of L; such as: Diophantine conditions; the connectedness of some sublevel sets involving primitive so fthe imaginary part of the coeffcients; the order of vanishing of each coeffcient and relations between the order of vanishing of the real and imaginary parts of each coeffcient; in addition, the number of times that the imaginary part of a coeffcient c changes sign between two consecutive zeros of c also plays a role. We characterize both global solvability and hypoellipticity for vector fields of tube type on tori of dimension greater than two, extending the results in dimension two. More over, in dimension three, we find conditions for the closedness of the range for a class of vector fields which are not of tube type. One of theese conditions is related to the well known Nirenberg-Treves condition (P). In particular,we obtain the same for a class of vector fields on the two- torus,for which the codimension of the range was largely studied.

Thesis (Ph.D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mechanical Engineering, 1982. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND ENGINEERING. / Vita. / Bibliography: leaves 113-116. / by James R. Rinderle. / Ph.D.

We are interested in studying an involutive system defined by a closed non-exact 1-form on a closed and orientable surface. Here we present a necessary condition for the global solvability of this system. We also make some particular constructions of globally solvable systems that motivate the equivalence between the global solvability and the necessary condition, for two cases involving 1-forms of the Morse type, namely, when the surface is the bitorus or when the 1-form is generic / Nosso interesse é estudar um sistema involutivo definido por uma 1-forma fechada e não-exata em uma superfície fechada e orientável. Apresentamos aqui uma condição necessária para a resolubilidade global desde sistema. Nós também construímos exemplos de sistemas globalmente resolúveis que nos permitiram fornecer a equivalência entre a resolubilidade global e a condição necessária, para dois casos envolvendo 1-formas do tipo Morse: quando a superfície é o bitoro ou quando a 1-forma é genérica

O tema em estudo é a resolubilidade global de campos vetoriais em \'T POT. 2 IND. (x,t)\' da forma L = \'\\partial IND. t\' +a(x) \'\\PARTIAL IND. x\', onde a \'PERTENCE\' \'C POT. INFINITO\' (\'T POT. 1\' ) é uma função real. Consideraremos o caso em que o operador L age no espaço de funções e o caso em que L age no espaço de distribuições. Utilizando teoria de distribuições, forneceremos condições necessárias e sufiientes para que a imagem de L seja um subespaço fechado, ou seja, para que L seja globalmente resolúvel. O caso mais interessante ocorre quando a função a se anula em algum ponto mas não é identicamente nula; neste caso, L será globalmente resolúvel se, e somente se, \'a POT. -1\' (0) contiver apenas zeros de ordem finita. Faremos também o estudo da resolubilidade global de operadores da forma P = \'\\PARTIAL IND. t\' + \\PARTIAL IND. x\' (\'a AST .\'), os quais são perturbações por um termo de ordem zero dos campos da forma L. Os operadores da forma P surgem quando consideramos o transposto de um operador da forma L / The topic under study is the global solvability of vector fields of the form L = \'\\PARTIAL IND. t\'+a(x)\'\\PARTIAL IND.x\' on the 2-torus \'T POT. 2 IND. (x;t)\' ; where a \'IT BELONGS\' \'C POT. INFINITY\' (\'T POT. 1\') is a real valued function. We consider the operator L acting on both spaces of functions and distributions. Using distribution theory we give necessary and sufficient conditions for the closedness of the range of L, ie, for L to be globally solvable. The most interesting case occurs when a vanishes somewhere but not everywhere; in this case, we show that a necessary and sufficient condition for L to be globally solvable is that each zero of a is of finite order. We also study the global solvability of operators of the form P = \'\\ PARTIAL IND. t\'+\'\\ PARTIAL IND. x(\'a AST .\' which are perturbations of L by a term of zero order. The operators P appear when we consider the transpose operator of L

A primeira parte deste trabalho é dedicada ao estudo de sistemas dinâmicos contínuos e discretos bidimensionais com um único ponto de equillíbrio que é do tipo sela hiperbólica. No caso contínuo, obtemos condições sufiientes para que um campo vetorial planar seja topologicamente equivalente à sela linear L(x; y) = (-x; y). No caso em que o campo vetorial é um difeomorfismo local, a injetividade do campo jogará um papel fundamental na obtenção de tal equivalência topológica. Além disto, apresentamos uma descrição das folheações do plano associadas a campos de vetores com uma única singularidade do tipo sela hiperbólica. No âmbito dos sistemas discretos, apresentamos condições para que um difeomorfismo, possuindo uma sela hiperbólica como único ponto fixo, satisfaça as propriedades básicas de um sistema linear com um ponto fixo que é do tipo sela hiperbólica: as quatro separatrizes do ponto fixo se acumulam só no infinito e os iterados dos pontos que não estão nas variedades invariantes deste ponto fixo se acumulam no infinito tanto no passado quanto no futuro. A segunda parte deste texto, se dedica a problemas de injetividade de difeomorfismos locais em \'R POT. n\'. Mais especificamente, obtemos versões fracas da Conjetura Jacobiana Real de Jelonek e de uma Conjetura apresentada por Nollet e Xavier. Ambos problemas estão intimamente ligados à famosa Conjetura Jacobiana, que foi considerada por Smale em 1998 como um dos dezoito problemas matemáticos mais relevantes ainda em aberto / The first part of this work is dedicated to the study of continuous and discrete twodimensional dynamical systems with a unique equilibrium point which is a hyperbolic saddle. In the continuous case, we obtain sufficient conditions for a planar vector field be topologically equivalent to the linear saddle L(x; y) = (-x; y). In the case where the vector field is a local diffeomorphism, the injectivity of the field will play a key role in obtaining such a topological equivalence. Furthermore, we provide a description of foliations of the plane vector fields associated with a unique singularity of hyperbolic saddle type. In the context of discrete systems, we present conditions for a diffeomorphism, possessing a hyperbolic saddle as the single fixed point, to satisfy the basic properties of a linear system with a fixed point of saddle type which is hyperbolic: the four separatrices of the fixed point accumulate only at infinity and iterated the points that are not in invariant manifolds of this fixed point accumulate in infinity in both the past and future. The second part of this text is devoted to problems of injectivity of local diffeomorphisms on \'R POT. n\'. More specifically, we obtain weaker versions of the Jelonek\'s Real Jacobian Conjecture and a Conjecture given by Nollet and Xavier. Both problems are closely linked to the famous Jacobian Conjecture, which was considered by Smale in 1998 as one of eighteen mathematical problems even more important in open