Evaluaci??n de conocimientos did??ctico-matem??ticos sobre razonamiento algebraico elemental de futuros maestros

Resumen basado en el de la publicaci??n

Niveles de algebrizaci??n de las pr??cticas matem??ticas escolares. Articulaci??n de las perspectivas ontosemi??ticas y antropol??gica

Resumen basado en el de la publicaci??n

Apuntes sobre GeoGebra... con unos toques de matem??ticas

Conjunto de actividades producidas con la versi??n estable del programa GeoGebra (agosto 2007) en las que se utilizan conjuntamente la geometr??a din??mica y el ??lgebra, obteniendo resultados atractivos y eficaces en el tratamiento de estos temas con el alumnado de Secundaria. Las instrucciones de instalaci??n y uso resultan precisas ya que se cuenta con un fichero de ayuda y se aconseja la creaci??n de varias carpetas en la que clasificar las actividades, las soluciones y el trabajo de todas las actividades que pueden ser generadas en formato html.

Fronts from complex two-dimensional dispersal kernels: theory and application to Reid's paradox

Bimodal dispersal probability distributions with characteristic distances differing by several orders of magnitude have been derived and favorably compared to observations by Nathan [Nature (London) 418, 409 (2002)]. For such bimodal kernels, we show that two-dimensional molecular dynamics computer simulations are unable to yield accurate front speeds. Analytically, the usual continuous-space random walks (CSRWs) are applied to two dimensions. We also introduce discrete-space random walks and use them to check the CSRW results (because of the inefficiency of the numerical simulations). The physical results reported are shown to predict front speeds high enough to possibly explain Reid's paradox of rapid tree migration. We also show that, for a time-ordered evolution equation, fronts are always slower in two dimensions than in one dimension and that this difference is important both for unimodal and for bimodal kernels

Nous aspectes de la teoria dels subconjunts borrosos i estudi d'algunes aplicacions a models econòmics

Fonaments de la Matemàtica per al tractament de la Incertesa. Noves aportacions a l’estudi de les Equacions Borroses i de les Equacions Diferencials Borroses. Aplicacions de la Matemàtica de la Incertesa al comportament de models de la teoria econòmica.

Entorno virtual para el aprendizaje y la evaluación automática en bases de datos

La enseñanza y evaluación automática a través de un sistema Computer Based Assessment (CBA) requiere de software especializado que se adapte a la tipología de actividades a tratar y evaluar. En esta tesis se ha desarrollado un entorno CBA que facilita el aprendizaje y evaluación de los principales temas de una asignatura de bases de datos. Para ello se han analizado las herramientas existentes en cada uno de estos temas (Diagramas Entidad/Relación, diagramas de clases, esquemas de bases de datos relacionales, normalización, consultas en álgebra relacional y lenguaje SQL) y para cada uno de ellos se ha analizado, diseñado e implementado un módulo de corrección y evaluación automática que aporta mejoras respecto a los existentes. Estos módulos se han integrado en un mismo entorno al que hemos llamado ACME-DB.

Nonlinear error dynamics for cycled data assimilation methods

We investigate the error dynamics for cycled data assimilation systems, such that the inverse problem of state determination is solved at tk, k = 1, 2, 3, ..., with a first guess given by the state propagated via a dynamical system model from time tk − 1 to time tk. In particular, for nonlinear dynamical systems that are Lipschitz continuous with respect to their initial states, we provide deterministic estimates for the development of the error ||ek|| := ||x(a)k − x(t)k|| between the estimated state x(a) and the true state x(t) over time. Clearly, observation error of size δ > 0 leads to an estimation error in every assimilation step. These errors can accumulate, if they are not (a) controlled in the reconstruction and (b) damped by the dynamical system under consideration. A data assimilation method is called stable, if the error in the estimate is bounded in time by some constant C. The key task of this work is to provide estimates for the error ||ek||, depending on the size δ of the observation error, the reconstruction operator Rα, the observation operator H and the Lipschitz constants K(1) and K(2) on the lower and higher modes of controlling the damping behaviour of the dynamics. We show that systems can be stabilized by choosing α sufficiently small, but the bound C will then depend on the data error δ in the form c||Rα||δ with some constant c. Since ||Rα|| → ∞ for α → 0, the constant might be large. Numerical examples for this behaviour in the nonlinear case are provided using a (low-dimensional) Lorenz '63 system.

Incorporating toxicokinetics into an individual-based model for more realistic pesticide exposure estimates: A case study of the wood mouse

The potential risk of agricultural pesticides to mammals typically depends on internal concentrations within individuals, and these are determined by the amount ingested and by absorption, distribution, metabolism, and excretion (ADME). Pesticide residues ingested depend, amongst other things, on individual spatial choices which determine how much and when feeding sites and areas of pesticide application overlap, and can be calculated using individual-based models (IBMs). Internal concentrations can be calculated using toxicokinetic (TK) models, which are quantitative representations of ADME processes. Here we provide a population model for the wood mouse (Apodemus sylvaticus) in which TK submodels were incorporated into an IBM representation of individuals making choices about where to feed. This allows us to estimate the contribution of individual spatial choice and TK processes to risk. We compared the risk predicted by four IBMs: (i) “AllExposed-NonTK”: assuming no spatial choice so all mice have 100% exposure, no TK, (ii) “AllExposed-TK”: identical to (i) except that the TK processes are included where individuals vary because they have different temporal patterns of ingestion in the IBM, (iii) “Spatial-NonTK”: individual spatial choice, no TK, and (iv) “Spatial-TK”: individual spatial choice and with TK. The TK parameters for hypothetical pesticides used in this study were selected such that a conventional risk assessment would fail. Exposures were standardised using risk quotients (RQ; exposure divided by LD50 or LC50). We found that for the exposed sub-population including either spatial choice or TK reduced the RQ by 37–85%, and for the total population the reduction was 37–94%. However spatial choice and TK together had little further effect in reducing RQ. The reasons for this are that when the proportion of time spent in treated crop (PT) approaches 1, TK processes dominate and spatial choice has very little effect, and conversely if PT is small spatial choice dominates and TK makes little contribution to exposure reduction. The latter situation means that a short time spent in the pesticide-treated field mimics exposure from a small gavage dose, but TK only makes a substantial difference when the dose was consumed over a longer period. We concluded that a combined TK-IBM is most likely to bring added value to the risk assessment process when the temporal pattern of feeding, time spent in exposed area and TK parameters are at an intermediate level; for instance wood mice in foliar spray scenarios spending more time in crop fields because of better plant cover.

Immunohistochemical analysis of neuron types in the mouse small intestine

The definition of the nerve cell types of the myenteric plexus of the mouse small intestine has become important, as more researchers turn to the use of mice with genetic mutations to analyze roles of specific genes and their products in enteric nervous system function and to investigate animal models of disease. We have used a suite of antibodies to define neurons by their shapes, sizes, and neurochemistry in the myenteric plexus. Anti-Hu antibodies were used to reveal all nerve cells, and the major subpopulations were defined in relation to the Hu-positive neurons. Morphological Type II neurons, revealed by anti-neurofilament and anti-calcitonin gene-related peptide antibodies, represented 26% of neurons. The axons of the Type II neurons projected through the circular muscle and submucosa to the mucosa. The cell bodies were immunoreactive for choline acetyltransferase (ChAT), and their terminals were immunoreactive for vesicular acetylcholine transporter (VAChT). Nitric oxide synthase (NOS) occurred in 29% of nerve cells. Most were also immunoreactive for vasoactive intestinal peptide, but they were not tachykinin (TK)-immunoreactive, and only 10% were ChAT-immunoreactive. Numerous NOS terminals occurred in the circular muscle. We deduced that 90% of NOS neurons were inhibitory motor neurons to the muscle (26% of all neurons) and 10% (3% of all neurons) were interneurons. Calretinin immunoreactivity was found in a high proportion of neurons (52%). Many of these had TK immunoreactivity. Small calretinin neurons were identified as excitatory neurons to the longitudinal muscle (about 20% of neurons, with ChAT/calretinin/+/- TK chemical coding). Excitatory neurons to the circular muscle (about 10% of neurons) had the same coding. Calretinin immunoreactivity also occurred in a proportion of Type II neurons. Thus, over 90% of neurons in the myenteric plexus of the mouse small intestine can be currently identified by their neurochemistry and shape.

Dilepton mass spectra in p plus p collisions at root s=200 GeV

PHENIX has measured the electron-positron pair mass spectrum from 0 to 8 GeV/c(2) in p + p collisions at root s = 200 GeV. The contributions from light meson decays to e(+)e(-) pairs have been determined based on measurements of hadron production cross sections by PHENIX. Within the systematic uncertainty of similar to 20% they account for all e(+)e(-) pairs in the mass region below similar to 1 GeV/c(2). The e(+)e(-) pair yield remaining after subtracting these contributions is dominated by semileptonic decays of charmed hadrons correlated through flavor conservation. Using the spectral shape predicted by PYTHIA, we estimate the charm production cross section to be 544 +/- 39(stat) +/- 142(syst) +/- 200(model) pb. which is consistent with QCD calculations and measurements of single leptons by PHENIX. (C) 2008 Elsevier BV. All rights reserved.

Paralelização de métodos de resolução de sistemas lineares esparsos com o DECK em um Cluster de PCs

O objetivo desta dissertação é a paralelização e a avaliação do desempenho de alguns métodos de resolução de sistemas lineares esparsos. O DECK foi utilizado para implementação dos métodos em um cluster de PCs. A presente pesquisa é motivada pela vasta utilização de Sistemas de Equações Lineares em várias áreas científicas, especialmente, na modelagem de fenômenos físicos através de Equações Diferenciais Parciais (EDPs). Nessa área, têm sido desenvolvidas pesquisas pelo GMC-PAD – Grupo de Matemática da Computação e Processamento de Alto Desempenho da UFRGS, para as quais esse trabalho vem contribuindo. Outro fator de motivação para a realização dessa pesquisa é a disponibilidade de um cluster de PCs no Instituto de Informática e do ambiente de programação paralela DECK – Distributed Execution and Communication Kernel. O DECK possibilita a programação em ambientes paralelos com memória distribuída e/ou compartilhada. Ele está sendo desenvolvido pelo grupo de pesquisas GPPD – Grupo de Processamento Paralelo e Distribuído e com a paralelização dos métodos, nesse ambiente, objetiva-se também validar seu funcionamento e avaliar seu potencial e seu desempenho. Os sistemas lineares originados pela discretização de EDPs têm, em geral, como características a esparsidade e a numerosa quantidade de incógnitas. Devido ao porte dos sistemas, para a resolução é necessária grande quantidade de memória e velocidade de processamento, característicos de computações de alto desempenho. Dois métodos de resolução foram estudados e paralelizados, um da classe dos métodos diretos, o Algoritmo de Thomas e outro da classe dos iterativos, o Gradiente Conjugado. A forma de paralelizar um método é completamente diferente do outro. Isso porque o método iterativo é formado por operações básicas de álgebra linear, e o método direto é formado por operações elementares entre linhas e colunas da matriz dos coeficientes do sistema linear. Isso permitiu a investigação e experimentação de formas distintas de paralelismo. Do método do Gradiente Conjugado, foram feitas a versão sem précondicionamento e versões pré-condicionadas com o pré-condicionador Diagonal e com o pré-condicionador Polinomial. Do Algoritmo de Thomas, devido a sua formulação, somente a versão básica foi feita. Após a paralelização dos métodos de resolução, avaliou-se o desempenho dos algoritmos paralelos no cluster, através da realização de medidas do tempo de execução e foram calculados o speedup e a eficiência. As medidas empíricas foram realizadas com variações na ordem dos sistemas resolvidos e no número de nodos utilizados do cluster. Essa avaliação também envolveu a comparação entre as complexidades dos algoritmos seqüenciais e a complexidade dos algoritmos paralelos dos métodos. Esta pesquisa demonstra o desempenho de métodos de resolução de sistemas lineares esparsos em um ambiente de alto desempenho, bem como as potencialidades do DECK. Aplicações que envolvam a resolução desses sistemas podem ser realizadas no cluster, a partir do que já foi desenvolvido, bem como, a investigação de précondicionadores, comparação do desempenho com outros métodos de resolução e paralelização dos métodos com outras ferramentas possibilitando uma melhor avaliação do DECK.

Representação na forma normal disjuntiva para a flexibilidade de seqüência na manufatura

A crescente demanda por produtos de melhor qualidade, diferenciados e com custos competitivos tem forçado as manufaturas a se tornarem flexíveis, capacitando-as a responder às mudanças impostas pelo mercado. A flexibilidade permite que as empresas alcancem a customização desejada através da capacitação do sistema de responder e atuar em tempo real, mesmo em um ambiente de incertezas. Para atuar em tempo real, os sistemas de manufatura precisam de representações eficientes dos planos de produção. Muitas vezes, a atuação em tempo real torna-se inviável devido ao crescimento exponencial no número de planos de produção para cada máquina ou operação adicionada ao sistema. Uma possível solução para este problema é uso de representações adequadas para o espaço de estados. A escolha de uma representação adequada para o espaço de estados influencia na capacidade de reposta em tempo real, pois determina o desempenho computacional do sistema através da utilidade e eficiência dos algoritmos desenvolvidos, tornando possível explorar problemas clássicos de flexibilidade, tais como, seqüenciamento, otimização, etc. Entretanto, a geração de uma representação que trabalhe com o espaço de estados completo de uma manufatura é considerada um problema não polinomial (NP). Esta particularidade dificulta o desenvolvimento de algoritmos que trabalhem com uma manufatura flexível. Assim, a geração de uma representação, que trabalhe com pouca memória computacional e permita o desenvolvimento de heurísticas eficientes, é um importante desafio para uma avaliação efetiva da flexibilidade. Este trabalho objetiva o desenvolvimento de uma representação para o espaço de estados de uma manufatura com flexibilidade de seqüência. Na construção desta representação são aplicadas técnicas de modelagem baseadas na teoria dos grafos e nos princípios de álgebra booleana. Inicialmente, os grafos são utilizados para representar todas as seqüências de operações de uma manufatura, posteriormente estas seqüências são convertidas em formas normais disjuntivas (FND). Por fim, é apresentada uma possível aplicação da representação na FND em modelos de programação linear.

Efeitos citotóxicos do teniposide, um derivado semi-sintético das epipodofilotoxinas, sobre linhagens celulares de carcinoma renal humano

O câncer renal corresponde a aproximadamente 3% dos tumores malignos do adulto, sendo a terceira malignidade urológica mais comum. Os tratamentos sistêmicos disponíveis para pacientes portadores de carcinoma renal avançado são, via de regra, pouco eficazes e sem um impacto definido na sobrevida. Portanto, torna-se imperioso que novos agentes e/ou estratégias terapêuticas para esta enfermidade sejam desenvolvidas. O derivado das epipodolofilotoxinas, etoposide, tem sido utilizado com sucesso no tratamento de vários tipos de tumores sólidos e hematológicos. Este agente exerce a sua ação antitumoral através da inibição da enzima nuclear topoisomerase II. Estudos recentes demonstraram que o efeito citotóxico in vitro deste agente é bem mais pronunciado quando as linhagens tumorais são expostas à droga por um tempo mais prolongado. Isto vem sendo confirmado em estudos clínicos, nos quais foi documentado um aumento significativo no percentual de respostas tumorais objetivas em pacientes com câncer avançado tratados com etoposide em doses repetidas diárias de forma continuada, comparativamente a pacientes que receberam pulsos de doses altas da droga a intervalos mais longos. Infelizmente, estudos iniciais com etoposide não revelaram uma atividade antitumoral significativa em pacientes com câncer renal avançado. Por esta razão, os estudos preliminares explorando o potencial terapêutico de seu análogo teniposide nesta doença também não receberam a devida atenção na literatura. Entretanto, este análogo possui potenciais vantagens terapêuticas em relação ao etoposide, uma vez que apresenta um tempo de retenção intracelular mais prolongado em linhagens de tumores sólidos in vitro. Estas observações nos estimularam a reconsiderar o estudo do potencial citotóxico do teniposide em modelos experimentais de câncer renal avançado. Nesta dissertação, foram estudados vários protocolos de administração de teniposide em linhagens de câncer renal humano, uma vez que esta neoplasia carece de drogas ativas disponíveis no armamentário terapêutico. Foram utilizadas as linhagens celulares RXF-393, A-498 e TK-10, as quais foram incubadas com teniposide em concentrações pré-determinadas e tempos de incubação variáveis. Além disto, foram feitos experimentos em que protocolos de administração de teniposide como agente único foram comparados a protocolos em que o mesmo foi combinado com agentes que bloqueiam a ação da glicoproteína P, responsável pelo efluxo ativo da droga do interior da célula tumoral. Além disso, foram também estudados protocolos incluindo a associação de teniposide com agentes que interferem com a síntese do DNA. Para os estudos de avaliação de citotoxicidade dos agentes quimioterápicos, os mesmos foram pré-incubados por 24 h na ausência ou presença do inibidor da DNA polimerase α afidicolina glicinada (0,2 µM) ou do inibidor da ribonucleotídeo redutase hidroxiuréia (200 µM) e após incubados por diferentes tempos de exposição com diluições seriadas de teniposide. Os efeitos citotóxicos foram avaliados através do método colorimétrico com sulforodamina B (SRB). Os protocolos de exposição prolongada das células ao teniposide mostraram um aumento significativo na sua citotoxicidade nas linhagens RXF-393, A-498 e TK-10, sugerindo que a citotoxicidade do teniposide é dependente de tempo de administração. Neste sentido, uma maior taxa de dano no DNA foi observada nas células expostas ao teniposide por tempos de administração mais prolongados. Curiosamente, os diferentes tempos de exposição ao teniposide não influenciaram de forma clara na formação de complexos DNA-topoisomerase II, nem nas medidas da atividade desta enzima. O uso concomitante de agentes moduladores da glicoproteína P como o verapamil, a ciclosporina A e o tamoxifeno não produziu potencialização do efeito antiproliferativo do teniposide. Por sua vez, os tratamentos com agentes que interferem na síntese de DNA, como a afidicolina glicinada ou a hidroxiuréia, potencializaram a citotoxicidade do teniposide em todas as linhagens estudadas, seguindo as características intrínsecas de cada linhagem. Em conclusão, os resultados apresentados nesta dissertação sugerem que o teniposide apresenta um maior efeito citotóxico em protocolos de administração prolongada em combinação com agentes inibidores da síntese de DNA. Frente a estes resultados iniciais, o teniposide será testado nos protocolos de administração acima mencionados em um painel contendo um maior número de linhagens tumorais in vitro. Uma vez confirmadas as observações acima descritas, serão iniciados estudos em modelos tumorais in vivo. Estes estudos servirão de base nas decisões quanto à reavaliação clínica do teniposide em ensaios de fase I em pacientes com neoplasias avançadas refratárias.