Pontos críticos da conexão riemanniana em campos de vetores

Nesta tese nós estudamos e provamos diversos teoremas de existência, unicidade e caracterização, dos pontos e dos valores críticos da conexão riemanniana de uma variedade riemanniana compacta, orientável, agindo nos espaços dos campos diferenciáveis da variedade com norma L2 um e com norma pontual um.

Formalização da comunicação de conhecimentos probabilísticos em sistemas multiagentes : uma abordagem baseada em lógica probabilística

Durante os últimos anos as áreas de pesquisa sobre Agentes Inteligentes, Sistemas Multiagentes e Comunicação entre Agentes têm contribuído com uma revolução na forma como sistemas inteligentes podem ser concebidos, fundamentados e construídos. Sendo assim, parece razoável supor que sistemas inteligentes que trabalhem com domínios probabilísticos de conhecimento possam compartilhar do mesmo tipo de benefícios que os sistemas mais tradicionais da Inteligência Artificial receberam quando adotaram as concepções de agência, de sistemas compostos de múltiplos agentes e de linguagens de comunicação entre estes agentes. Porém, existem dúvidas não só sobre como se poderia escalar efetivamente um sistema probabilístico para uma arquitetura multiagente, mas como se poderia lidar com as questões relativas à comunicação e à representação de conhecimentos probabilísticos neste tipo de sistema, principalmente tendo em vista as limitações das linguagens de comunicação entre agentes atuais, que não permitem comunicar ou representar este tipo de conhecimento. Este trabalho parte destas considerações e propõe uma generalização do modelo teórico puramente lógico que atualmente fundamenta a comunicação nos sistemas multiagentes, que será capaz de representar conhecimentos probabilísticos. Também é proposta neste trabalho uma extensão das linguagens de comunicação atuais, que será capaz de suportar as necessidades de comunicação de conhecimentos de natureza probabilísticas. São demonstradas as propriedades de compatibilidade do novo modelo lógico-probabilístico com o modelo puramente lógico atual, sendo demonstrado que teoremas válidos no modelo atual continuam válidos no novo modelo. O novo modelo é definido como uma lógica probabilística que estende a lógica modal dos modelos atuais. Para esta lógica probabilística é definido um sistema axiomático e são demonstradas sua correção e completude. A completude é demonstrada de forma relativa: se o sistema axiomático da lógica modal original for completo, então o sistema axiomático da lógica probabilística proposta como extensão também será completo. A linguagem de comunicação proposta neste trabalho é definida formalmente pela generalização das teorias axiomáticas de agência e comunicação atuais para lidar com a comunicação de conhecimentos probabilísticos e pela definição de novos atos comunicativos específicos para este tipo de comunicação. Demonstra-se que esta linguagem é compatível com as linguagens atuais no caso não-probabilístico. Também é definida uma nova linguagem para representação de conteúdos de atos de comunicação, baseada na lógica probabilística usada como modelo semântico, que será capaz de expressar conhecimentos probabilísticos e não probabilísticos de uma maneira uniforme. O grau de expressibilidade destas linguagens é verificado por meio de duas aplicações. Na primeira aplicação demonstra-se como a nova linguagem de conteúdos pode ser utilizada para representar conhecimentos probabilísticos expressos através da forma de representação de conhecimentos probabilísticos mais aceita atualmente, que são as Redes Bayesianas ou Redes de Crenças Probabilísticas. Na outra aplicação, são propostos protocolos de interação, baseados nos novos atos comunicativos, que são capazes de atender as necessidades de comunicação das operações de consistência de Redes Bayesianas secionadas (MSBNs, Multiple Sectioned Bayesian Networks) para o caso de sistemas multiagentes.

On the contamination of confidence

Contaminação da confiança é um caso especial de incerteza Knightiana ou ambiguidade na qual o tomador de decisões está diante de não apenas uma única distribuição de probabilidades, mas sim de um conjunto de distribuições de probabilidades. A primeira parte desta tese tem o propósito de fornecer uma caracterização da contaminação da confiança e então apresentar um conjunto de axiomas comportamentais simples sob os quais as preferências de um tomador de decisões é representada pela utilidade esperada de Choquet com contaminação da confiança. A segunda parte desta tese apresenta duas aplicações econômicas de contaminação da confiança: a primeira delas generaliza o teorema de existência de equilíbrio de Nash de Dow e Werlang (o que permite apresentar uma solução explícita para o paradoxo segundo o qual os jogadores de um jogo do dilema dos prisioneiros com um número infinito de repetições não agem de acordo com o esperado pelo procedimento da indução retroativa) e a outra estuda o impacto da contaminação da confiança na escolha de portfolio.

Programação linear e planejamento da empresa agricola

Este trabalho tem por objetivo o estudo do m~todo da Programação Linear e de sua aplicação no planejamento da empresa agricola, tendo em vista a demonstração de sua importancia como instrumento analItico no processo de tomada de decisões. Inicialmente ~ feita uma abordagem sobre a problematica da programação e seus fundamentos, sendo examinados os principais conceitos sobre os quais o assunto se baseia. A discussão encaminhada no sentido de chamar a atenção para o fato de que, em vista das pressões a que esta submetida a agricultura no estagio contemporâneo do desenvolvimento, - que lhe exigem melhores niveis de desempenho traduzidos em Indices mais elevados de produtividade, generalizou-se o consenso sobre a conveniência de se dar maior atenção i programação das atividades do setor agrIcola, tanto a nIvel de Região como no ambito de sua area empresarial. Entre os varias modelos gerados com o objetivo de oferecer respostas aos problemas de organização da produção, otimização de resuItados c racionalização do uso dos fatores, o da Programação Linear considerado o mais geralmente aceito pela comunidade cientIfica, por sua estrutura teórico sofisticada e pela capacidade de dar respostas exatas e diretas a questões de maior complexidade. A parte teórica do metodo da Programação Linear ~ examinada no Capítulo 11. De maneira sumária são abordados os seus fundamentos matemáticos e discutidos os principais teoremas sobre conjuntos convexos, corno elementos do espaço das soluções possiveis. A álgebra do algorÍtmo Simplex ~ abordada em sua forma ardinária, com a demonstração dos passos sucessivos do algoritmo, ato encontro do vertice característico da solução otima. No Capítulo 111 os conceitos teoricos da Programação Linear sao aplicados aos dados de uma empresa agricola, com a finalidade de demonstrar a operacionalização do algoritmo Simplcx ! através de programas de computador.

Álgebras de operadores, esperança condicional e a Entropia de Connes-Stormer

Neste trabalho fazemos um breve estudo de Álgebras de Operadores, mais especificamente Álgebras-C* e Álgebras de von Neumann. O objetivo é expor alguns resultados que seriam os análogos não-comutativos de teoremas em Teoria da Medida e Teoria Rrgódica. Inicialmente, enunciamos alguns resultados de Análise Funcional e Teoria Espectral, muitos destes sendo demonstrados, com ênfase especial aos que dizem respeito µas álgebras. Com isso, dispomos das ferramentas necessárias para falarmos de alguns tópicos da então chamada Teoria da Integração Não-Comutativa. Uma desigualdade tipo Jensen é provada e, com o teorema de Radon-Nikodym para funcionais normais positivos, construimos uma esperança condicional, provando que esta possui as mesmas propriedades da esperança condicional da Teoria das Probabilidades. Dada a Esperança Condicional, objeto este que faz parte do cenário atual de pesquisa na área de Álgebra de Operadores e que está relacionado com resultados fundamentais tal como o Índice de Jones, passamos à definição da Entropia de Connes-Stormer. Finalizamos o trabalho analisando esta entropia, que é a versão para as álgebras de von Neumann da entropia Kolmogorov-Sinai em Teoria Ergódica. Provamos algumas pro- priedades que são análogas às do conceito clássico de entropia e indicamos uma aplicação da mesma. O texto não possui resultados originais, trata-se apenas de uma releitura de artigos usando versões mais recentes de alguns teoremas.

GRAFOS coloração, planaridade e "Matching"

A matemÆtica discreta Ø um dos ramos mais antigos da matemÆtica. Nos tempos mais recentes sofreu grandes avanos em especial na teoria dos grafos, a qual tornou-se numa poderosa ferramenta de anÆlise para entender e dar soluªo a vÆrios tipos de problemas complexos. O objectivo deste trabalho Ø contribuir para a obtenªo de possveis relaıes entre assuntos que partida poderamos pensar que sªo dspares (quando na realidade nªo o sªo), como coloraªo, planaridade e a existŒncia de matching em grafos. Esta dissertaªo Ø um trabalho de natureza reexiva, sobre a teoria dos grafos onde a ideia principal passa por questionarmos e discutirmos alguns temas pertinentes, deniıes e teoremas relacionando sempre com a planaridade dos grafos. DesenvolveremosumraciocnioecriaremosargumentosquefundamentemaexistŒncia de uma relaªo entre este tema e a coloraªo de grafos e a existŒncia de matching em grafos, utilizando exemplos e estabelecendo relaıes de causa e consequŒncia, deduzindo assim as respetivas conclusıes. Por vezes, os grafos nªo planares podem conter um aspeto visual um pouco complexo, devido aos vÆrios cruzamentos entre as suas arestas, originando assim um certo desencorajamento em utilizÆ-los como ferramenta para a soluªo de vÆrios problemas, quer sejam bÆsicos do quotidiano, ou mais complexos das mais vastas Æreas ligadas investigaªo. Um dos propsitos deste trabalho passa por desmisticar esta ideia e provar que existem muitas deniıes, propriedades, teoremas e algoritmos que podem ser aplicados em qualquer tipo de grafos, independentement da sua planaridade.

Caracterização analítica e geométrica da metodologia geral de determinação de distribuições de Weibull para o regime eólico e suas aplicações

O regime eólico de uma região pode ser descrito por distribuição de frequências que fornecem informações e características extremamente necessárias para uma possível implantação de sistemas eólicos de captação de energia na região e consequentes aplicações no meio rural em regiões afastadas. Estas características, tais como a velocidade média anual, a variância das velocidades registradas e a densidade da potência eólica média horária, podem ser obtidas pela frequência de ocorrências de determinada velocidade, que por sua vez deve ser estudada através de expressões analíticas. A função analítica mais adequada para distribuições eólicas é a função de densidade de Weibull, que pode ser determinada por métodos numéricos e regressões lineares. O objetivo deste trabalho é caracterizar analítica e geometricamente todos os procedimentos metodológicos necessários para a realização de uma caracterização completa do regime eólico de uma região e suas aplicações na região de Botucatu - SP, visando a determinar o potencial energético para implementação de turbinas eólicas. Assim, foi possível estabelecer teoremas relacionados com a forma de caracterização do regime eólico, estabelecendo a metodologia concisa analiticamente para a definição dos parâmetros eólicos de qualquer região a ser estudada. Para o desenvolvimento desta pesquisa, utilizou-se um anemômetro da CAMPBELL.

A obra de triangulis omnimodis libri quinque de Johann Müller Regiomontanus (1436 1476): uma contribuição para o desenvolvimento da trigonometria

Trigonometry, branch of mathematics related to the study of triangles, developed from practical needs, especially relating to astronomy, Surveying and Navigation. Johann Müller, the Regiomontanus (1436-1476) mathematician and astronomer of the fifteenth century played an important role in the development of this science. His work titled De Triangulis Omnimodis Libri Quinque written around 1464, and published posthumously in 1533, presents the first systematic exposure of European plane and spherical trigonometry, a treatment independent of astronomy. In this study we present a description, translation and analysis of some aspects of this important work in the history of trigonometry. Therefore, the translation was performed using a version of the book Regiomontanus on Triangles of Barnabas Hughes, 1967. In it you will find the original work in Latin and an English translation. For this study, we use for most of our translation in Portuguese, the English version, but some doubt utterance, statement and figures were made by the original Latin. In this work, we can see that trigonometry is considered as a branch of mathematics which is subordinated to geometry, that is, toward the study of triangles. Regiomontanus provides a large number of theorems as the original trigonometric formula for the area of a triangle. Use algebra to solve geometric problems and mainly shows the first practical theorem for the law of cosines in spherical trigonometry. Thus, this study shows some of the development of the trigonometry in the fifteenth century, especially with regard to concepts such as sine and cosine (sine reverse), the work discussed above, is of paramount importance for the research in the history of mathematics more specifically in the area of historical analysis and critique of literary sources or studying the work of a particular mathematician

Contribuições à análise de robustez de sistemas de controle usando redes neurais

This work develops a robustness analysis with respect to the modeling errors, being applied to the strategies of indirect control using Artificial Neural Networks - ANN s, belong to the multilayer feedforward perceptron class with on-line training based on gradient method (backpropagation). The presented schemes are called Indirect Hybrid Control and Indirect Neural Control. They are presented two Robustness Theorems, being one for each proposed indirect control scheme, which allow the computation of the maximum steady-state control error that will occur due to the modeling error what is caused by the neural identifier, either for the closed loop configuration having a conventional controller - Indirect Hybrid Control, or for the closed loop configuration having a neural controller - Indirect Neural Control. Considering that the robustness analysis is restrict only to the steady-state plant behavior, this work also includes a stability analysis transcription that is suitable for multilayer perceptron class of ANN s trained with backpropagation algorithm, to assure the convergence and stability of the used neural systems. By other side, the boundness of the initial transient behavior is assured by the assumption that the plant is BIBO (Bounded Input, Bounded Output) stable. The Robustness Theorems were tested on the proposed indirect control strategies, while applied to regulation control of simulated examples using nonlinear plants, and its results are presented

Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri

In the Einstein s theory of General Relativity the field equations relate the geometry of space-time with the content of matter and energy, sources of the gravitational field. This content is described by a second order tensor, known as energy-momentum tensor. On the other hand, the energy-momentum tensors that have physical meaning are not specified by this theory. In the 700s, Hawking and Ellis set a couple of conditions, considered feasible from a physical point of view, in order to limit the arbitrariness of these tensors. These conditions, which became known as Hawking-Ellis energy conditions, play important roles in the gravitation scenario. They are widely used as powerful tools for analysis; from the demonstration of important theorems concerning to the behavior of gravitational fields and geometries associated, the gravity quantum behavior, to the analysis of cosmological models. In this dissertation we present a rigorous deduction of the several energy conditions currently in vogue in the scientific literature, such as: the Null Energy Condition (NEC), Weak Energy Condition (WEC), the Strong Energy Condition (SEC), the Dominant Energy Condition (DEC) and Null Dominant Energy Condition (NDEC). Bearing in mind the most trivial applications in Cosmology and Gravitation, the deductions were initially made for an energy-momentum tensor of a generalized perfect fluid and then extended to scalar fields with minimal and non-minimal coupling to the gravitational field. We also present a study about the possible violations of some of these energy conditions. Aiming the study of the single nature of some exact solutions of Einstein s General Relativity, in 1955 the Indian physicist Raychaudhuri derived an equation that is today considered fundamental to the study of the gravitational attraction of matter, which became known as the Raychaudhuri equation. This famous equation is fundamental for to understanding of gravitational attraction in Astrophysics and Cosmology and for the comprehension of the singularity theorems, such as, the Hawking and Penrose theorem about the singularity of the gravitational collapse. In this dissertation we derive the Raychaudhuri equation, the Frobenius theorem and the Focusing theorem for congruences time-like and null congruences of a pseudo-riemannian manifold. We discuss the geometric and physical meaning of this equation, its connections with the energy conditions, and some of its several aplications.

Análise e comparação entre algoritmos de percolação

In this work, we study and compare two percolation algorithms, one of then elaborated by Elias, and the other one by Newman and Ziff, using theorical tools of algorithms complexity and another algorithm that makes an experimental comparation. This work is divided in three chapters. The first one approaches some necessary definitions and theorems to a more formal mathematical study of percolation. The second presents technics that were used for the estimative calculation of the algorithms complexity, are they: worse case, better case e average case. We use the technique of the worse case to estimate the complexity of both algorithms and thus we can compare them. The last chapter shows several characteristics of each one of the algorithms and through the theoretical estimate of the complexity and the comparison between the execution time of the most important part of each one, we can compare these important algorithms that simulate the percolation.

Prova automática de satisfatibilidade módulo teoria aplicada ao método B

Este trabalho apresenta uma extensão do provador haRVey destinada à verificação de obrigações de prova originadas de acordo com o método B. O método B de desenvolvimento de software abrange as fases de especificação, projeto e implementação do ciclo de vida do software. No contexto da verificação, destacam-se as ferramentas de prova Prioni, Z/EVES e Atelier-B/Click n Prove. Elas descrevem formalismos com suporte à checagem satisfatibilidade de fórmulas da teoria axiomática dos conjuntos, ou seja, podem ser aplicadas ao método B. A checagem de SMT consiste na checagem de satisfatibilidade de fórmulas da lógica de primeira-ordem livre de quantificadores dada uma teoria decidível. A abordagem de checagem de SMT implementada pelo provador automático de teoremas haRVey é apresentada, adotando-se a teoria dos vetores que não permite expressar todas as construções necessárias às especificações baseadas em conjuntos. Assim, para estender a checagem de SMT para teorias dos conjuntos destacam-se as teorias dos conjuntos de Zermelo-Frankel (ZFC) e de von Neumann-Bernays-Gödel (NBG). Tendo em vista que a abordagem de checagem de SMT implementada no haRVey requer uma teoria finita e pode ser estendida para as teorias nãodecidíveis, a teoria NBG apresenta-se como uma opção adequada para a expansão da capacidade dedutiva do haRVey à teoria dos conjuntos. Assim, através do mapeamento dos operadores de conjunto fornecidos pela linguagem B a classes da teoria NBG, obtem-se uma abordagem alternativa para a checagem de SMT aplicada ao método B

Calculando distância em geometria espacial usando material manipulável como recurso didático

This work presents a proposal for introducing the teaching of Geometry Space study attempts to demonstrate that the use of manipulatives as a teaching resource can be an alternative learning facilitator for fixing the primitive concepts of geometry, the postulates and theorems, position relationships between points, lines and planes and calculating distances. The development makes use of a sequence of activities aimed at ensuring that students can build a more systematic learning and these are divided into four steps

Uma justificava da validade do teorema fundamental da álgebra para o ensino médio

Among several theorems which are taught in basic education some of them can be proved in the classroom and others do not, because the degree of difficulty of its formal proof. A classic example is the Fundamental Theorem of Algebra which is not proved, it is necessary higher-level knowledge in mathematics. In this paper, we justify the validity of this theorem intuitively using the software Geogebra. And, based on [2] we will present a clear formal proof of this theorem that is addressed to school teachers and undergraduate students in mathematics

A integração do tutorial interativo TryLogic via IMS Learning Tools Interoperability: construindo uma infraestrutura para o ensino de Lógica através de estratégias de demonstração e refutação

Logic courses represent a pedagogical challenge and the recorded number of cases of failures and of discontinuity in them is often high. Amont other difficulties, students face a cognitive overload to understand logical concepts in a relevant way. On that track, computational tools for learning are resources that help both in alleviating the cognitive overload scenarios and in allowing for the practical experimenting with theoretical concepts. The present study proposes an interactive tutorial, namely the TryLogic, aimed at teaching to solve logical conjectures either by proofs or refutations. The tool was developed from the architecture of the tool TryOcaml, through support of the communication of the web interface ProofWeb in accessing the proof assistant Coq. The goals of TryLogic are: (1) presenting a set of lessons for applying heuristic strategies in solving problems set in Propositional Logic; (2) stepwise organizing the exposition of concepts related to Natural Deduction and to Propositional Semantics in sequential steps; (3) providing interactive tasks to the students. The present study also aims at: presenting our implementation of a formal system for refutation; describing the integration of our infrastructure with the Virtual Learning Environment Moodle through the IMS Learning Tools Interoperability specification; presenting the Conjecture Generator that works for the tasks involving proving and refuting; and, finally to evaluate the learning experience of Logic students through the application of the conjecture solving task associated to the use of the TryLogic