Inverse problems for invariant algebraic curves: explicit computations

Given an algebraic curve in the complex affine plane, we describe how to determine all planar polynomial vector fields which leave this curve invariant. If all (finite) singular points of the curve are nondegenerate, we give an explicit expression for these vector fields. In the general setting we provide an algorithmic approach, and as an alternative we discuss sigma processes.

Critical mass for a Patlak-Keller-Segel model with degenerate diffusion in higher dimensions

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

Algebraic properties of isochronous centers of polynomial quadratic-like Hamiltonian systems

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la School of Mathematics and Statistics de la University of Plymouth, United Kingdom, entre abril juliol del 2007.Aquesta investigació és encara oberta i la memòria que presento constitueix un informe de la recerca que estem duent a terme actualment. En aquesta nota estudiem els centres isòcrons dels sistemes Hamiltonians analítics, parant especial atenció en el cas polinomial. Ens centrem en els anomenats quadratic-like Hamiltonian systems. Diverses propietats dels centres isòcrons d'aquest tipus de sistemes van ser donades a [A. Cima, F. Mañosas and J. Villadelprat, Isochronicity for several classes of Hamiltonian systems, J. Di®erential Equations 157 (1999) 373{413]. Aquell article estava centrat principalment en el cas en que A; B i C fossin funcions analítiques. El nostre objectiu amb l'estudi que estem duent a terme és investigar el cas en el que aquestes funcions són polinomis. En aquesta nota formulem una conjectura concreta sobre les propietats algebraiques que venen forçades per la isocronia del centre i provem alguns resultats parcials.

On a size-structured two-phase population model with infinite states-at-birth

In this work we introduce and analyze a linear size-structured population model with infinite states-at-birth. We model the dynamics of a population in which individuals have two distinct life-stages: an “active” phase when individuals grow, reproduce and die and a second “resting” phase when individuals only grow. Transition between these two phases depends on individuals’ size. First we show that the problem is governed by a positive quasicontractive semigroup on the biologically relevant state space. Then we investigate, in the framework of the spectral theory of linear operators, the asymptotic behavior of solutions of the model. We prove that the associated semigroup has, under biologically plausible assumptions, the property of asynchronous exponential growth.

Positive solutions of nonlinear problems involving the square root of the Laplacian

We consider nonlinear elliptic problems involving a nonlocal operator: the square root of the Laplacian in a bounded domain with zero Dirichlet boundary conditions. For positive solutions to problems with power nonlinearities, we establish existence and regularity results, as well as a priori estimates of Gidas-Spruck type. In addition, among other results, we prove a symmetry theorem of Gidas-Ni-Nirenberg type.

Lp theory for the multidimensional aggregation equation

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

Blow-up, concentration phenomenon and global existence for the Keller-Segel model in high dimension

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

Les TIC a l'ensenyament de la modelització matemàtica en Ciències Econòmiques i en Ciències Experimentals

Aquest projecte proposa materials didàctics per a un nou plantejament de les assignatures de Matemàtiques dels primers cursos de Ciències Empresarials i d'Enginyeria Tècnica, més acord amb el procés de convergència europea, basat en la realització de projectes que anomenem “Tallers de Modelització Matemàtica” (TMM) en els quals: (1) Els alumnes parteixen de situacions i problemes reals per als quals han de construir per sí mateixos els models matemàtics més adients i, a partir de la manipulació adequada d’aquests models, poden obtenir la informació necessària per donar-los resposta. (2) El treball de construcció, experimentació i avaluació dels models es realitza amb el suport de la calculadora simbòlica Wiris i del full de càlcul Excel com a instruments “normalitzats” del treball matemàtic d’estudiants i professors. (3) S’adapten els programes de les assignatures de matemàtiques de primer curs per tal de poder-les associar a un petit nombre de Tallers que parteixen de situacions adaptades a cada titulació. L’assignatura de Matemàtiques per a les Ciències Empresarials s’articula entorn de dos tallers independents: “Matrius de transició” pel que fa a l’àlgebra lineal i “Previsió de vendes” per a la modelització funcional en una variable. L’assignatura de Matemàtiques per a l’Enginyeria s’articula entorn d’un únic taller, “Models de poblacions”, que abasta la majoria de continguts del curs: successions i models funcionals en una variable, àlgebra lineal i equacions diferencials. Un conjunt d’exercicis interactius basats en la calculadora simbòlica WIRIS (Wiris-player) serveix de suport per al treball tècnic imprescindible per al desenvolupament de les dues assignatures. L’experimentació d’aquests tallers durant 2 cursos consecutius (2006/07 i 2007/08) en dues universitats catalanes (URL i UAB) ha posat en evidència tant els innegables avantatges del nou dispositiu docent per a l’aprenentatge dels estudiants, així com les restriccions institucionals que actualment dificulten la seva gestió i difusió.

Refined asymptotics for the subcritical Keller-Segel system and related functional inequalities

We analyze the rate of convergence towards self-similarity for the subcritical Keller-Segel system in the radially symmetric two-dimensional case and in the corresponding one-dimensional case for logarithmic interaction. We measure convergence in Wasserstein distance. The rate of convergence towards self-similarity does not degenerate as we approach the critical case. As a byproduct, we obtain a proof of the logarithmic Hardy-Littlewood-Sobolev inequality in the one dimensional and radially symmetric two dimensional case based on optimal transport arguments. In addition we prove that the onedimensional equation is a contraction with respect to Fourier distance in the subcritical case.

Rigid flat webs on the projective plane

This paper studies global webs on the projective plane with vanishing curvature. The study is based on an interplay of local and global arguments. The main local ingredient is a criterium for the regularity of the curvature at the neighborhood of a generic point of the discriminant. The main global ingredient, the Legendre transform, is an avatar of classical projective duality in the realm of differential equations. We show that the Legendre transform of what we call reduced convex foliations are webs with zero curvature, and we exhibit a countable infinity family of convex foliations which give rise to a family of webs with zero curvature not admitting non-trivial deformations with zero curvature.

Compositional evolution with mass transfer in closed systems

Evolution of compositions in time, space, temperature or other covariates is frequentin practice. For instance, the radioactive decomposition of a sample changes its composition with time. Some of the involved isotopes decompose into other isotopes of thesample, thus producing a transfer of mass from some components to other ones, butpreserving the total mass present in the system. This evolution is traditionally modelledas a system of ordinary di erential equations of the mass of each component. However,this kind of evolution can be decomposed into a compositional change, expressed interms of simplicial derivatives, and a mass evolution (constant in this example). A rst result is that the simplicial system of di erential equations is non-linear, despiteof some subcompositions behaving linearly.The goal is to study the characteristics of such simplicial systems of di erential equa-tions such as linearity and stability. This is performed extracting the compositional differential equations from the mass equations. Then, simplicial derivatives are expressedin coordinates of the simplex, thus reducing the problem to the standard theory ofsystems of di erential equations, including stability. The characterisation of stabilityof these non-linear systems relays on the linearisation of the system of di erential equations at the stationary point, if any. The eigenvelues of the linearised matrix and theassociated behaviour of the orbits are the main tools. For a three component system,these orbits can be plotted both in coordinates of the simplex or in a ternary diagram.A characterisation of processes with transfer of mass in closed systems in terms of stability is thus concluded. Two examples are presented for illustration, one of them is aradioactive decay

Estudio del péndulo doble

L'objectiu del projecte “Estudi del pèndol doble” és analitzar eldesenvolupament d'aquest sistema físic i del seu comportament dinàmicmitjançant aplicacions informàtiques.En l'estudi es van utilitzar dues aplicacions informàtiques: MATLAB en laseva versió 2009b per a l'anàlisi del pèndol simple, i la setzena versió deMAPLE per a la resolució i l'anàlisi gràfica de les equacions diferencials quegovernen el sistema.Un cop analitzat el sistema s'aplicarà a un problema mecànic, que seràla creació d'una atracció de fira basada en aquest mecanisme.L'anàlisi del problema mecànic es tindrà en compte optant per diversesconfiguracions i, un cop escollits els paràmetres més adequats, escorregiran en funció de les necessitats de fabricació per a tornar a obtenirles dades i poder analitzar si són vàlides.

La ecuación de Beltrami

El objeto central de este trabajo es triple. En primer lugar, pretendemos recolectar todas las nociones y definiciones necesarias para poder dar un marco de trabajo en el cuál manejar esta ecuación. En un segundo lugar, se darán a conocer algunos de los resultados clásicos del estudio de las aplicaciones cuasiregulares (soluciones de la ecuación) y de las aplicaciones cuasiconformes (homeomorfismos soluciones de la ecuación). Y por último, mostrar los últimos resultados conocidos sobre dicho problema, algunos de los cuales han sido hallados durante la realización de este escrito.

Continuous-time formulation of reaction-diffusion processes on heterogeneous metapopulations

We present the derivation of the continuous-time equations governing the limit dynamics of discrete-time reaction-diffusion processes defined on heterogeneous metapopulations. We show that, when a rigorous time limit is performed, the lack of an epidemic threshold in the spread of infections is not limited to metapopulations with a scale-free architecture, as it has been predicted from dynamical equations in which reaction and diffusion occur sequentially in time