Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-09-23T20:38:51Z No. of bitstreams: 1 TeseWNN.pdf: 1247691 bytes, checksum: 63f743255181169a9bb4ca1dfd2312c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:35:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseWNN.pdf: 1247691 bytes, checksum: 63f743255181169a9bb4ca1dfd2312c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:35:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseWNN.pdf: 1247691 bytes, checksum: 63f743255181169a9bb4ca1dfd2312c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseWNN.pdf: 1247691 bytes, checksum: 63f743255181169a9bb4ca1dfd2312c2 (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In this thesis we study the asymptotic properties for the solution of the Cauchy problem for the Klein-Gordon equation with non-effective time-dependent potential. The main goal was define a suitable energy related to the Cauchy problem and derive decay estimates for such energy. Strichartz’ estimates and results of scattering and modified scattering was established. The C m theory and the stabilization condition was applied to treat the case where the coefficient of the potential term has very fast oscillations. Moreover, we consider a semi-linear wave model scale-invariant time- dependent with mass and dissipation, in this step we used linear estimates related with the semi-linear model to prove global existence (in time) of energy solutions for small data and we show a blow-up result for a suitable choice of the coefficients. / Nesta tese estudamos as propriedades assintóticas para a solução do problema de Cauchy para a equação de Klein-Gordon com potencial não efetivo dependente do tempo. O principal objetivo foi definir uma energia adequada relacionada ao problema de Cauchy e derivar estimativas para tal energia. Estimativas de Strichartz e resultados de scatering e scatering modificados também foram estabelecidos. A teoria C m e a condição de estabilização foram aplicados para tratar o caso em que o coeficiente da massa oscila muito rápido. Além disso, consideramos um mod- elo de onda semi-linear scale-invariante com massa e dissipação dependentes do tempo, nesta etapa usamos as estimativas lineares de tal modelo para provar ex- istência global (no tempo) de solução de energia para dados iniciais suficientemente pequenos e demonstramos um resultado de blow-up para uma escolha adequada dos coeficientes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3788.pdf: 684718 bytes, checksum: 743ac325dfb93fd96a6cc9b15d66467d (MD5) Previous issue date: 2011-05-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, we study the result of global well-Posedness for the cubic wave equation @2 t u&#56256;&#56320;_u+u3 = 0 in R_R3, where the Cauchy data is in the Sobolev space Hs(R3)_ Hs&#56256;&#56320;1(R3) with 13 18 < s < 1. The proof is based on the work of T. Roy, [23], in this paper Roy propose a almost conservation law for the energy and from this he get a inequality that together with the local well-posedness theory proved by Lindbald and Sogge in [18] guarantee the global well-posedness for the problem. / Neste trabalho estudamos um resultado de boa colocação global para a equação da onda cúbica &#948;(_t^2)u-&#8710;_u+U^3=0 em R_R3, no qual os dados de Cauchy estão no espaço de Sobolev Hs(R3) x Hs&#56256;&#56320;1(R3), para 13 18 < s < 1. A prova é baseada no rabalho de T. Roy, [23], nele é estabelecido uma lei de quase conservação de energia e a partir disso se obtém uma desigualdade que aliada a teoria da boa colocação local estabelecida por Lindbald e Sogge em [18] garante a boa colocação global para o problema.

Ce mémoire porte sur l’étude des équations d’évolution sur des variétés à coubure non nulle, plus particulièrement l’équation des ondes sur les espaces symétriques riemanniens de type non compact.Des propriétés de dispersion des solutions du problème de Cauchy homogène sont démontrées. Ces propriétés sont ensuite utilisées pour établir des estimations dites estimations de Strichartz. L’examen de ces estimées permet de déduire que le problème de Cauchy non linéaire avec des non-linéarités de type puissance est globalement bien posé pour des données initiales petites et localement bien posé pour des données arbitraires.Après un chapitre introductif dédié aux définitions, propriétés algébriques et géométriques des espaces symétriques et à quelques aspects élémentaires d’analyse harmonique sphérique sur ces espaces, un article est présenté : Wave equation on Riemannian symmetric spaces. Cet article contient nos résultats principaux. Dans le dernier chapitre nous présentons en détail deux problèmes ouverts qui prolongent nos travaux. Il s’agit respectivement d’établir le lien entre le comportement asymptotique des estimées et les orbites nilpotentes, et l’étude de l’équation des ondes pour les formes différentielles sur les espaces symétriques. / In this memoir we study evolution equations on curved manifolds. In particular we are interested in the wave equation on Riemannian symmetric spaces of the noncompact type.Dispersive properties of solutions of homogeneous Cauchy problem are proved. These properties are then used to establish Strichartz-type estimates. A closer study of these estimates shows that the nonlinear Cauchy problem with power-like nonlinearities is globally well posed for small initial data and locally well posed for arbitrary initial data.The first chapter is devoted to definitions, algebraic and geometric properties of symmetric spaces and to few elementary aspects of spherical analysis on these spaces. Then our main results are represented in an article : Wave equation on Riemannian symmetric spaces. In the last chapter we present in detail two open problems for future work. One issue is to establish a link between the asymptotic behavior of the estimates and nilpotent orbits, while another issue is the study of wave equation for differential forms on symmetric spaces.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'étude de trois équations aux dérivées partielles et d'évolution non-locales en espace et en temps. Les solutions de ces trois solutions peuvent exploser en temps fini. Dans une première partie de cette thèse, nous considérons l'équation de la chaleur nonlinéaire avec une puissance fractionnaire du laplacien, et obtenons notamment que, dans le cas d'exposant sur-critique, le comportement asymptotique de la solution lorsque $t\rightarrow+\infty$ est déterminé par le terme de diffusion anormale. D'autre part, dans le cas d'exposant sous-critique, l'effet du terme non-linéaire domine. Dans une deuxième partie, nous étudions une équation parabolique avec le laplacien fractionnaire et un terme non-linéaire et non-local en temps. On montre que la solution est globale dans le cas sur-critique pour toute donnée initiale ayant une mesure assez petite, tandis que dans le cas sous-critique, on montre que la solution explose en temps fini $T_{\max}>0$ pour toute condition initiale positive et non-triviale. Dans ce dernier cas, on cherche le comportement de la norme $L^1$ de la solution en précisant le taux d'explosion lorsque $t$ s'approche du temps d'explosion $T_{\max}.$ Nous cherchons encore les conditions nécessaires à l'existence locale et globale de la solution. Une toisième partie est consacré à une généralisation de la deuxième partie au cas de systèmes $2\times 2$ avec le laplacien ordinaire. On étudie l'existence locale de la solution ainsi qu'un résultat sur l'explosion de la solution avec les mêmes propriétés étudiées dans le troisième chapitre. Dans la dernière partie, nous étudions une équation hyperbolique dans $\mathbb{R}^N,$ pour tout $N\geq2,$ avec un terme non-linéaire non-local en temps. Nous obtenons un résultat d'existence locale de la solution sous des conditions restrictives sur les données initiales, la dimension de l'espace et les exposants du terme non-linéaire. De plus on obtient, sous certaines conditions sur les exposants, que la solution explose en temps fini, pour toute condition initiale ayant de moyenne strictement positive.

l'équation de Schrödinger associée au laplacien de Dunkl trigonométrique unidimensionnel . Cette étude commence par des estimations optimales du noyau de la chaleur et de Schrödinger. A l'aide de ces résultats, ainsi que les outils d'analyse harmonique dévellopée dans le chapitre 2, on montre des éstimées de type Strichartz qui permettent de trouver des conditions d'admissibilité pour des équations de Schrödinger semi-linéaires.

Cette thèse est consacrée à l'étude de la<br />stabilité de petits états stationnaires d'une équation d'évolution<br />non linéaire issue de la mécanique quantique relativiste :<br />l'équation de Dirac non linéaire.<br /><br />Tout le long de notre étude, les équations non linéaires sont vues<br />comme des petites perturbations non linéaires de systèmes linéaires.<br />Une partie de cette thèse est donc consacrée à l'étude de problèmes<br />linéaires. Nous montrons que, pour un opérateur de Dirac n'ayant pas<br />de résonance aux seuils ni de valeur propre aux seuils, le<br />propagateur vérifie des estimations de propagation et de dispersion.<br />Nous en déduisons également des estimations de régularité au sens de<br />Kato et des estimations de Strichartz.<br /><br />En faisant des hypothèses ad hoc sur le spectre discret d'un<br />opérateur de Dirac, nous construisons des petites variétés formées<br />d'états stationnaires. Puis en faisant varier ces hypothèses, nous<br />faisons apparaître des phénomènes de stabilisation et d'instabilité<br />orbitale pour certains de ces états.

Ce mémoire porte sur l'étude des équations d'évolution sur des variétés à coubure non nulle, plus particulièrement l'équation des ondes sur les espaces symétriques riemanniens de type non compact. Des propriétés de dispersion des solutions du problème de Cauchy homogène sont démontrées. Ces propriétés sont ensuite utilisées pour établir des estimations dites estimations de Strichartz. L'examen de ces estimées permet de déduire que le problème de Cauchy non linéaire avec des non-linéarités de type puissance est globalement bien posé pour des données initiales petites et localement bien posé pour des données arbitraires. Après un chapitre introductif dédié aux définitions, propriétés algébriques et géométriques des espaces symétriques et à quelques aspects élémentaires d'analyse harmonique sphérique sur ces espaces, un article est présenté : Wave equation on Riemannian symmetric spaces. Cet article contient nos résultats principaux. Dans le dernier chapitre nous présentons en détail deux problèmes ouverts qui prolongent nos travaux. Il s'agit respectivement d'établir le lien entre le comportement asymptotique des estimées et les orbites nilpotentes, et l'étude de l'équation des ondes pour les formes différentielles sur les espaces symétriques.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'étude de quatre équations d'évolution non-locales. Les solutions de ces quatre équations peuvent exploser en temps fini. Dans la théorie des équations d'évolution non-linéaires, une solution est qualifiée de globale si elle est définie pour tout temps positif. Au contraire, si une solution existe seulement sur un intervalle de temps [0; T) borné, elle est dite locale. Dans ce dernier cas et quand le temps maximal d'existence est relié à une alternative d'explosion, on dit aussi que la solution explose en temps fini. Dans un premier travail, nous considérons l'équation de Schrödinger non-linéaire avec une puissance fractionnaire du laplacien, et nous obtenons l'explosion de la solution en temps fini Tmax > 0 pour toute condition initiale positive et non-triviale dans le cas d'exposant sous-critique. Ensuite, nous étudions une équation des ondes amorties avec un potentiel d'espace-temps et un terme non-linéaire et non-local en temps. Nous obtenons un résultat d'existence locale d'une solution dans l'espace d'énergie sous des conditions restrictives sur les données initiales, la dimension de l'espace et la croissance du terme non-linéaire. De plus, nous obtenons l'explosion de la solution en temps fini pour toute condition initiale de moyenne strictement positive. De plus, nous étudions un problème de Cauchy pour l'équation d'évolution avec un p- Laplacien avec une non linéarité non-locale en temps. Dans ce cadre, nous nous intéressons à l'étude de l'existence locale d'une solution de cette équation ainsi qu'un résultat de non-existence de solution globale. Finalement, nous étudions l'intervalle maximal d'existence des solutions de l'équation des milieux poreux avec un terme non-linéaire non-local en temps. / In this thesis, we study four non-local evolution equations. The solutions of these four equations can blow up in finite time. In the theory of nonlinear evolution equations, a solution is qualified as global if it isdefined for any time. Otherwise, if a solution exists only on a bounded interval [0; T), it is called local solution. In this case and when the maximum time of existence is related to a blow up alternative, we say that the solution blows up in finite time. First, we consider the nonlinear Schröodinger equation with a fractional power of the Laplacien operator, and we get a blow up result in finite time Tmax > 0 for any non-trivial non-negative initial condition in the case of sub-critical exponent. Next, we study a damped wave equation with a space-time potential and a non-local in time non-linear term. We obtain a result of local existence of a solution in the energy space under some restrictions on the initial data, the dimension of the space and the growth of nonlinear term. Additionally, we get a blow up result of the solution in finite time for any initial condition positive on average. In addition, we study a Cauchy problem for the evolution p-Laplacien equation with nonlinear memory. We study the local existence of a solution of this equation as well as a result of non-existence of global solution. Finally, we study the maximum interval of existence of solutions of the porous medium equation with a nonlinear non-local in time term.

In this thesis, we present some new results in distribution theory for both discrete and continuous random variables, together with their motivating applications. We start with some results about the Multivariate Gaussian Distribution and its characterization as a maximizer of the Strichartz Estimates. Then, we present some characterizations of discrete and continuous distributions through ideas coming from optimal transportation. After this, we pass to the Simpson's Paradox and see that it is ubiquitous and it appears in Quantum Mechanics as well. We conclude with a group of results about discrete and continuous distributions invariant under symmetries, in particular invariant under the groups $A_1$, an elliptical version of $O(n)$ and $\mathbb{T}^n$. As mentioned, all the results proved in this thesis are motivated by their applications in different research areas. The applications will be thoroughly discussed. We have tried to keep each chapter self-contained and recalled results from other chapters when needed. The following is a more precise summary of the results discussed in each chapter. In chapter \ref{chapter 2}, we discuss a variational characterization of the Multivariate Normal distribution (MVN) as a maximizer of the Strichartz Estimates. Strichartz Estimates appear as a fundamental tool in the proof of wellposedness results for dispersive PDEs. With respect to the characterization of the MVN distribution as a maximizer of the entropy functional, the characterization as a maximizer of the Strichartz Estimate does not require the constraint of fixed variance. In this chapter, we compute the precise optimal constant for the whole range of Strichartz admissible exponents, discuss the connection of this problem to Restriction Theorems in Fourier analysis and give some statistical properties of the family of Gaussian Distributions which maximize the Strichartz estimates, such as Fisher Information, Index of Dispersion and Stochastic Ordering. We conclude this chapter presenting an optimization algorithm to compute numerically the maximizers. Chapter \ref{chapter 3} is devoted to the characterization of distributions by means of techniques from Optimal Transportation and the Monge-Amp\`{e}re equation. We give emphasis to methods to do statistical inference for distributions that do not possess good regularity, decay or integrability properties. For example, distributions which do not admit a finite expected value, such as the Cauchy distribution. The main tool used here is a modified version of the characteristic function (a particular case of the Fourier Transform). An important motivation to develop these tools come from Big Data analysis and in particular the Consensus Monte Carlo Algorithm. In chapter \ref{chapter 4}, we study the \emph{Simpson's Paradox}. The \emph{Simpson's Paradox} is the phenomenon that appears in some datasets, where subgroups with a common trend (say, all negative trend) show the reverse trend when they are aggregated (say, positive trend). Even if this issue has an elementary mathematical explanation, the statistical implications are deep. Basic examples appear in arithmetic, geometry, linear algebra, statistics, game theory, sociology (e.g. gender bias in the graduate school admission process) and so on and so forth. In our new results, we prove the occurrence of the \emph{Simpson's Paradox} in Quantum Mechanics. In particular, we prove that the \emph{Simpson's Paradox} occurs for solutions of the \emph{Quantum Harmonic Oscillator} both in the stationary case and in the non-stationary case. We prove that the phenomenon is not isolated and that it appears (asymptotically) in the context of the \emph{Nonlinear Schr\"{o}dinger Equation} as well. The likelihood of the \emph{Simpson's Paradox} in Quantum Mechanics and the physical implications are also discussed. Chapter \ref{chapter 5} contains some new results about distributions with symmetries. We first discuss a result on symmetric order statistics. We prove that the symmetry of any of the order statistics is equivalent to the symmetry of the underlying distribution. Then, we characterize elliptical distributions through group invariance and give some properties. Finally, we study geometric probability distributions on the torus with applications to molecular biology. In particular, we introduce a new family of distributions generated through stereographic projection, give several properties of them and compare them with the Von-Mises distribution and its multivariate extensions. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)