Resumo: A partir da proposta das definições de derivada e integral fuzzy via extensão de Zadeh dos respectivos operadores para funções clássicas, obtemos uma versão do teorema fundamental do cálculo e desenvolvemos uma nova teoria de equações diferenciais fuzzy (EDFs). Diferentemente dos conceitos anteriores de derivadas (Hukuhara e generalizadas) e integrais para funções fuzzy, em que as funções assumem valores em conjuntos fuzzy, a abordagem aqui proposta lida com tubos fuzzy de funções (subconjuntos fuzzy de espaços de funções). Sob condições razoáveis, as novas operações equivalem a diferenciar (ou integrar) as funções clássicas dos níveis. Apresentamos as abordagens anteriores de EDFs mais conhecidas e, para realizar comparações com a nova teoria, calculamos os conjuntos atingíveis fuzzy das soluções. Provamos que algumas soluções da teoria proposta equivalem às via derivada fortemente generalizada. Também demonstramos a equivalência, sob determinadas condições, com as soluções via inclusões diferenciais fuzzy e extensão de Zadeh da solução clássica. Apesar destas duas abordagens não tratarem de EDFs, elas são largamente difundidas por utilizarem derivadas de funções clássicas (de modo similar ao aqui proposto) e de preservarem características das soluções de sistemas dinâmicos clássicos. Esses são fatos vantajosos, pois mostram que a teoria proposta, além de tratar de EDFs, possui propriedades desejáveis das outras duas mencionadas, permitindo a ocorrência de estabilidade e periodicidade de soluções, por exemplo. A teoria é ilustrada através de sua aplicação em modelos biológicos e análise dos resultados Ver menos

Abstract: From the definition of fuzzy derivative and integral via Zadeh's extension of the derivative and integral for classical functions we obtain a fundamental theorem of calculus and develop a new theory for fuzzy differential equations (FDEs). Different from the previous concepts of fuzzy derivatives (Hukuhara and generalized derivatives) and integrals, defined for fuzzy-set-valued functions, the approach we propose deals with fuzzy bunches of functions (fuzzy subsets of spaces of functions). Under reasonable conditions, the new operations are equivalent to differentiating (or integrating) the classical functions of the levels. We present the most known previous approaches of FDEs. Comparisons with the new theory we propose are carried out calculating fuzzy attainable sets of the solutions. Under certain conditions, the solutions via strongly generalized derivative coincide with solutions using our approach. The same happens with solutions to fuzzy differential inclusions and Zadeh's extension of the crisp solution. Although these two methods do not treat FDEs, they are widespread for making use of classical functions (similarly to what is proposed in this thesis) and for preserving properties of classical dynamical systems. These are advantageous features since it shows that the new theory presents desirable properties of the other two mentioned theories (allowing for instance periodicity and stability of solutions), besides treating FDEs. The theory is illustrated by applying it on biological models and commenting the results Ver menos