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4487
385,2013
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385,2013

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Publicações do PESC

Título
O Problema de Steiner e a Estrutura das Biomacromoléculas
Linha de pesquisa
Otimização
Tipo de publicação
Tese de Doutorado
Número de registro
Data da defesa
6/5/2005
Resumo

Este trabalho estuda a obtenção dos pontos de Steiner numa configuração de pontos do espaço tridimensional dispostos ao longo de uma hélice circular reta, tomados igualmente espaçados. Foi feito um estudo computacional intenso da configuração dos pontos de Steiner obtidos, do qual foi possível deduzir uma expressão analítica que descreve o lugar geométrico dos pontos de Steiner, sujeito a uma suposição de topologia tomada da observação da Natureza. Esta suposição possibilitou a dedução de várias expressões, relativas a ângulos e arestas, sendo a mais importante uma que computa o comprimento da árvore mínima de Steiner, e que possibilita o cálculo da razão de Steiner para a referida configuração. Mostramos que dentro de certas hipóteses a razão mínima de Steiner é aquela de uma famosa conjectura sobre pontos de Steiner no R3. Estes resultados foram usados em problemas de Biologia Matemática e em alguns modelos cuja estrutura das configurações biomacromoleculares é descrita por árvores de Steiner.

Abstract

In this work we analyze the properties of the Steiner point configuration obtained from a helical set of points which are evenly spaced along a right circular helix. Through exhaustive computational experiences, we were able to derive an analytical expression for the geometrical locus of the Steiner Points. This was done by a careful observation of the 3-dimensional biomacromolecular structure of DNA forms and proteins as available at data banks. Some restrictions related to full Steiner Trees are then imposed to give a fundamental mathematical support for the proof of a famous conjecture which has remained in the literature since 1995. Some applications of these results to topics of biomacromolecular structure are also done and a formula for the treatment of the Euclidean Steiner Ratio as unconstrained optimization problem is presented.

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