An introduction to the locally nilpotent derivations with an application to the Hilbert\'s 14th problem

O principal objetivo desta dissertação é estudar um contraexemplo para o Décimo Quarto Problema de Hilbert no caso de dimensão n = 5, que foi apresentado por Arno van den Essen ([6]) em 2006 e que é baseado em um contraexemplo de D. Daigle e G. Freudenburg ([4]). Para isso, serão estudados os conceitos fundamentais da teoria de derivações e os princípios básicos das derivações localmente nilpotentes, bem como seus respectivos corolários. Dentre esses princípios encontra-se o Princípio 13, que garante que, se B é uma k- álgebra polinomial, digamos B = k[x1; ..., xn], (onde k é um corpo de característica zero) e D é uma derivação localmente nilpotente sobre B, então seu núcleo A = ker D satisfaz A = B &cap: Frac(A). Assim encontramos o contraexemplo esperado, ao mostrar que A não é finitamente gerado sobre k. Além disso, no apêndice deste trabalho, é dada uma prova para o caso de dimensão 1 do Décimo Quarto Problema de Hilbert.The main objective of this thesis is to study a counterexample to the Hilberts Fourteenth Problem in dimension n = 5, which was presented by Arno van den Essen ([6]) in 2006 and that is based on a counterexample of D. Daigle and G. Freudenburg ([4]). For these purpose, we study the fundamental concepts of the theory of derivations and the basic principles of locally nilpotent derivations and their corollaries. Among these principles, Principle 13 ensures that if B is a k-algebra polynomial, say B = k[x1; ..., xn], (where k is a field of characteristic zero) and D is a locally nilpotent derivation on B, then its kernel A = ker D satisfies A = B ∩ Frac(A). Once we have proved that A is not finitely generated over k, we find the expected counterexample. In addition, in the appendix of this work is given a proof for the Hilberts Fourteenth Problemin dimension n = 1