The relationship between differential equations with piecewise constant argument and the associated discrete equations, via dichotomic maps

Dichotomic maps are considered by means of the stability and asymptotic stability of the null solution of a class of differential equations with argument [t] via associated discrete equations, where [.] designates the greatest integer function.

Some results on stability of retarded functional differential equations using dichotomic map techniques

This paper deals with the study of the stability of nonautonomous retarded functional differential equations using the theory of dichotomic maps. After some preliminaries, we prove the theorems on simple and asymptotic stability. Some examples are given to illustrate the application of the method. Main results about asymptotic stability of the equation x′(t) = -b(t)x(t - r) and of its nonlinear generalization x′(t) = b(t) f (x(t - r)) are established. © 1998 Kluwer Academic Publishers.

Lamé differential equations and electrostatics

The problem of existence and uniqueness of polynomial solutions of the Lamé differential equation A(x)y″ + 2B(x)y′ + C(x)y = 0, where A(x),B(x) and C(x) are polynomials of degree p + 1,p and p - 1, is under discussion. We concentrate on the case when A(x) has only real zeros aj and, in contrast to a classical result of Heine and Stieltjes which concerns the case of positive coefficients rj in the partial fraction decomposition B(x)/A(x) = ∑j p=0 rj/(x - aj), we allow the presence of both positive and negative coefficients rj. The corresponding electrostatic interpretation of the zeros of the solution y(x) as points of equilibrium in an electrostatic field generated by charges rj at aj is given. As an application we prove that the zeros of the Gegenbauer-Laurent polynomials are the points of unique equilibrium in a field generated by two positive and two negative charges. © 2000 American Mathematical Society.

Solutions for a class of integro-differential equations with time periodic coefficients

In this work, a series solution is found for the integro-differential equation y″ (t) = -(ω2 c + ω2 f sin2 ωpt)y(t) + ωf (sin ωpt) z′ (0) + ω2 fωp sin ωpt ∫t 0 (cos ωps) y(s)ds, which describes the charged particle motion for certain configurations of oscillating magnetic fields. As an interesting feature, the terms of the solution are related to distinct sequences of prime numbers.

On stability of differential equations with piecewise constant argument and the associated discrete equations using dichotomic map

Dichotomic maps are considered by means of the stability of the null solution of a class of differential equations with piecewise constant argument via associated discrete equations. Copyright © 2008 Watam Press.

On stability of differential equations with piecewise constant argument using dichotomic maps

This paper deals with the study of the basic theory of existence, uniqueness and continuation of solutions of di®erential equations with piecewise constant argument. Results about asymptotic stability of the equation x(t) =-bx(t) + f(x([t])) with argu- ment [t], where [t] designates the greatest integer function, are established by means of dichotomic maps. Other example is given to illustrate the application of the method. Copyright © 2011 Watam Press.

Forced oscillations with continuum models of atomic force microscopy

The dynamics of the AFM-atomic force microscope follows a model based in a Timoshenko cantilever beam with a tip attached at the free end and acting with the surface of a sample. General boundary conditions arise when the tip is either in contact or non-contact with the surface. The governing equations are given in matrix conservative form subject to localized loads. The eigenanalysis is done with a fundamental matrix response of a damped second-order matrix differential equation. Forced responses are found by using a Galerkin approximation of the matrix impulse response. Simulations results with harmonic and pulse forcing show the filtering character and the effects of the tip-sample interaction at the end of the beam. © 2012 American Institute of Physics.

Effective gravitational equations for f(R) braneworld models

The viability of achieving gravitational consistent braneworld models in the framework of a f(R) theory of gravity is investigated. After a careful generalization of the usual junction conditions encompassing the embedding of the 3-brane into a f(R) bulk, we provide a prescription giving the necessary constraints in order to implement the projected second-order effective field equations on the brane. © 2013 American Physical Society.

Modelagem matemática em câncer: dinâmica angiogênica e quimioterapia anti-neoplásica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comportamento caótico em sistemas dinâmicos e aplicação no estudo de tumores de câncer

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estabilidade de equações diferenciais ordinárias através de funções dicotômicas

Pós-graduação em Matemática Universitária - IGCE

Inversão de momentos de fonte em métodos potenciais

A inversão de momentos de fonte gravimétrica tridimensional é analisada em duas situações. Na primeira se admite conhecer apenas a anomalia. Na segunda se admite conhecer, além da anomalia, informação a priori sobre o corpo anômalo. Sem usar informação a priori, mostramos que é possível determinar univocamente todo momento, ou combinação linear de momentos, cujo núcleo polinomial seja função apenas das coordenadas Cartesianas que definem o plano de medida e que tenha Laplaciano nulo. Além disso, mostramos que nenhum momento cujo núcleo polinomial tenha Laplaciano não nulo pode ser determinado. Por outro lado, informação a priori é implicitamente introduzida se o método de inversão de momentos se baseia na aproximação da anomalia pela série truncada obtida de sua expansão em multipolos. Dado um centro de expansão qualquer, o truncamento da série impõe uma condição de regularização sobre as superfícies equipotenciais do corpo anômalo, que permite estimar univocamente os momentos e combinações lineares de momentos que são os coeficientes das funções-bases da expansão em multipolos. Assim, uma distribuição de massa equivalente à real é postulada, sendo o critério de equivalência especificado pela condição de ajuste entre os campos observado e calculado com a série truncada em momentos de uma ordem máxima pré-estabelecida. Os momentos da distribuição equivalente de massa foram identificados como a solução estacionária de um sistema de equações diferenciais lineares de 1a. ordem, para a qual se asseguram unicidade e estabilidade assintótica. Para a série retendo momentos até 2a. ordem, é implicitamente admitido que o corpo anômalo seja convexo e tenha volume finito, que ele esteja suficientemente distante do plano de medida e que a sua distribuição espacial de massa apresente três planos ortogonais de simetria. O método de inversão de momentos baseado na série truncada (IMT) é adaptado para o caso magnético. Para este caso, mostramos que, para assegurar unicidade e estabilidade assintótica, é suficiente pressupor, além da condição de regularização, a condição de que a magnetização total tenha direção e sentido constantes, embora desconhecidos. O método IMT baseado na série de 2a. ordem (IMT2) é aplicado a anomalias gravimétricas e magnéticas tridimensionais sintéticas. Mostramos que se a fonte satisfaz as condições exigidas, boas estimativas da sua massa ou vetor momento de dipolo anômalo total, da posição de seu centro de massa ou de momento de dipolo e das direções de seus três eixos principais são obtidas de maneira estável. O método IMT2 pode falhar parcialmente quando a fonte está próxima do plano de medida ou quando a anomalia tem efeitos localizados e fortes de um corpo pequeno e raso e se tenta estimar os parâmetros de um corpo grande e profundo. Definimos por falha parcial a situação em que algumas das estimativas obtidas podem não ser boas aproximações dos valores verdadeiros. Nas duas situações acima descritas, a profundidade do centro da fonte (maior) e as direções de seus eixos principais podem ser erroneamente estimadas, embora que a massa ou vetor momento de dipolo anômalo total e a projeção do centro desta fonte no plano de medida ainda sejam bem estimados. Se a direção de magnetização total não for constante, o método IMT2 pode fornecer estimativas erradas das direções dos eixos principais (mesmo se a fonte estiver distante do plano de medida), embora que os demais parâmetros sejam bem estimados. O método IMT2 pode falhar completamente se a fonte não tiver volume finito. Definimos por falha completa a situação em que qualquer estimativa obtida pode não ser boa aproximação do valor verdadeiro. O método IMT2 é aplicado a dados reais gravimétricos e magnéticos. No caso gravimétrico, utilizamos uma anomalia situada no estado da Bahia, que se supõe ser causada por um batólito de granito. Com base nos resultados, sugerimos que as massas graníticas geradoras desta anomalia tenham sido estiradas na direção NNW e adelgaçadas na direção vertical durante o evento compressivo que causou a orogênese do Sistema de Dobramentos do Espinhaço. Além disso, estimamos que a profundidade do centro de massa da fonte geradora é cerca de 20 km. No caso magnético, utilizamos a anomalia de um monte submarino situado no Golfo da Guiné. Com base nos resultados, estimamos que o paleopolo magnético do monte submarino tem latitude 50°48'S e longitude 74°54'E e sugerimos que não exista contraste de magnetização expressivo abaixo da base do monte submarino.

Measure Functional Differential Equations in the Space of Functions of Bounded Variation

We establish general conditions for the unique solvability of nonlinear measure functional differential equations in terms of properties of suitable linear majorants.

Comportamento caótico em modelos matemáticos de câncer

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The boson-fermion correspondence from linear ODEs

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)