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Fundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro Matemática Financeira 2o Semestre de 2023 Gabarito - Exerćıcios Programados 1 Questão 1: Uma loja adota a seguinte poĺıtica de venda: à vista com 5% de desconto, ou pagamento em 30 dias após a compra com 10% de acréscimo sobre o preço de venda. Qual é a taxa de juros paga pelo cliente que resolve comprar a prazo? Solução: Digamos que um produto custe x. Então se o comprador pagar a vista ele pagará y1 = x(1 − 0, 05), mas se ele optar por pagar daqui a 30 dias, ele pagará y2 = x(1 + 0, 1). Logo a taxa de juros embutido é de i = y2 − y1 y1 = 1, 1x− 0, 95x 0, 95x = (1, 1− 0, 95)x 0, 95x = 0, 157894 . . . ∼= 15, 79%. Questão 2: Um comerciante sabe que para não ter prejúızo, o preço de venda de seus produtos deve ser no mı́nimo 19% superior ao preço de custo. Como ele sabe que o cliente gosta de um desconto no momento da compra, então ele prepara a tabela dos preços de venda acrescentando 9% ao preço de custo. Qual é o maior desconto que ele pode conceder ao cliente sobre o preço da tabela, de modo a não ter prejúızo? Solução: Digamos que o preço da mercadoria seja x, então ao preparar a tabela de preços o comer- ciante faz y = x(1 + 0, 19)(1 + 1, 09). Queremos determinar a maior porcentagem que o comerciante pode descontar para que ele não tenha prejúızo, isto é, y − x(1 + 0, 19) y = x(1 + 0, 19)(1 + 1, 09)− x(1 + 0, 19) x(1 + 0, 19)(1 + 0, 09) = 1− 1 (1, 09) = 0, 0825688... ≈ 8, 26%. Portanto, o comerciante pode fazer um desconto sobre a sua tabela de no máximo 8, 26%. Questão 3: Em um peŕıodo em que os preços subiram 8, 16%, os salários de certa categoria aumentaram apenas 4%. Para que recupere o seu poder de compra, de quanto devem ser aumentados novamente os salários? Solução: Suponhamos que, no ińıcio o salario S pudesse comprar x artigos cujo preço unitário era p. Depois dos reajustes, o salário se tornou 1, 04S e o preço unitário dos itens passou a ser 1, 0816p. Logo, o trabalhador só poderá comprar 1, 04S 1, 0816p = 0, 9615x, isto é, o poder de compra comprar diminuiu em 1− 0, 9615 = 0, 0385. Queremos determinar o quanto devemos reajustar o salário para ter o mesmo poder de compra. Isto é queremos determinar i tal que 1 1, 04S(1 + i) 1, 0816p = x = 1 S p ⇒ 1 + i = 1, 0816 1, 04 = 1, 04. portanto, para recuperar o poder de compra dos salários eles devem ser reajustados em 4%. Questão 4: A taxa de inflação do 1a mês de um bimestre foi de 2, 1% e do 2o mês, 5, 94%. Que taxa de inflação mensal ”constante´´ provocaria um aumento equivalente nos preços? Solução: Digamos que você investisse x, então no primeiro mês teria x(1 + 0, 021) e no segundo mês x(1 + 0, 021)(1 + 0, 0594). Se quiser encontrar o valor constante i que dá o mesmo retorno precisamos encontrar x(1, 021)(1, 0594) = x(1 + i)2 ⇒ 1 + i = √ (1, 021)(1, 0594) = 1, 04⇒ i = 4%. Questão 5: Um carro cujo custo é de R$ 21.000, 00 desvaloriza-se 10% a cada ano. Após dois anos o proprietário decide trocá-lo por um carro novo, do mesmo modelo. O preço desse carro novo é 20% maior em relação ao valor praticado dois anos antes. Qual a quantia que o proprietário deverá desembolsar nessa troca? Solução: Se V = 21.000. Como o carro se desvaloriza 10% ao ano e já se passaram 2 anos, então o proprietário consegue receber apenas V (1− 0, 1)2. Por outro, lado o valor do carro foi reajustado em 20%, isto é, ele custa V (1 + 0, 2). Portanto, o proprietário terá que desembolsar a diferença, isto é, V (1 + 0, 2)− V (1− 0, 1)2 = 21.000× 0.39 = 8.190, 00 Questão 6: Determine quatro números em progressão aritmética, conhecendo que a sua soma é 26 e que a soma dos seus quadrados é 214. Solução: Seguindo o exemplo chame os termos centrais de x − y e x + y, o que tona a razão da progressão 2y, logo os outros termos são x− 3y, x− y, x + y e x + 3y. dáı temos{ (x− 3y) + (x− y) + (x + y) + (x + 3y) = 26 (x− 3y)2 + (x− y)2 + (x + y)2 + (x + 3y)2 = 214. ⇒ { 4x = 26 4x2 + 20y2 = 214 Resolvendo o sistema, obtemos x = 132 e y = ± 3 2 . Portanto, os números são: 2, 5, 8, 11 ou 11, 8, 5, 2. Questão 7: Calcule a soma dos termos da progressão (12, 19, 26, . . . ) desde o termo 25a até o termo 41Na. Solução: Vamos aplicar a fórmula da soma a progressão aritmética an = 7n+5. Avaliando em n = 25 obtemos a25 = 180 e a41 = 292, portanto, S = (a41 + a25)(41− 25 + 1) 2 = 4012. 2 Questão 8: Mostre que (an) é uma progressão aritmética se e só se existem constantes A e B tais que an = An + B para todo inteiro e positivo n. Solução: (⇒) Se (an) é uma progressão aritmética, então an = a1 +(n−1)r, logo se tomarmos A = r e B = a1 − r obtemos o resultado. (⇐) Se (an) é da forma an = An + B então an+1 − an = A(n + 1) + B − (An + B) = A, para todo n natural isto significa que an é uma progressão aritmética. Questão 9: Mostre que (an) é uma progressão aritmética se e só se, para todo n natural, an+2 − 2an+1 + an = 0. Solução: (⇒) Se (an) é uma progressão aritmética, mas an+2 − an+1 = r an+1 − an = r Fazendo a primeira expressão menos a segunda obtemos que an+2 − 2an+1 + an = 0. (⇐) Se (an) satisfaz an+2 − 2an+1 + an = 0 para todo n natural, então an+2 − an+1 = an+1 − an, para toda n. Mas isso quer dizer que a diferença entre um termo e seu antecessor será sempre constante. Questão 10: Qual é o número máximo de regiões em que n retas podem dividir o plano? Solução: Razoável perceber que 1 reta divide o plano em duas regiões, 2 retas dividem em no máximo (o que ocorre se elas não forem paralelas) 4 regiões, 3 retas dividem em no máximo (o que ocorre se elas não forem concorrentes e não houver duas retas paralelas) 7 regiões. Seja an o número de regiões para cada n retas. Vamos ver o que acontece quando acrescentamos uma reta. Quando acrescentamos uma reta, ela começa (isto é, antes de interceptar qualquer das retas existentes) criando uma nova região (por dividir em duas uma região já existente) e cria uma nova região após cada uma das suas interseções com as n retas preexistentes. Ela cria, portanto, n+ 1 regiões. Logo, an+1 = an + n + 1. Fazendo n = 1, 2, . . . temos a2 = a1 + 2 a3 = a2 + 3 a4 = a3 + 4 ... an = an−1 + n Somando, resulta an = a1 + (2 + 3 + · · ·+ n) = 2 + (2 + n)(n− 1) 2 = n2 + n + 2 2 . 3 Questão 11: Um investidor aplicou 34 do seu capital durante quatro anos a uma taxa no regime de juro composto de 10% ao semestre e o restante pelo mesmo prazo a uma taxa de juro composto 6% ao trimestre. Determine o valor do capital investido por essa pessoa, sabendo-se que ao final dessas operações, o investidor recebeu um total de R$ 80 224, 27. Solução: Se C o capital do investidor. Como 34C = 0, 75C foi aplicado durante quatro anos, ou seja, oito semestres, no regime de juros composto a uma taxa de semestre ao %10. Portanto, o montante M1 gerado por esta operação será M1 = 0, 75C × (1 + 0, 1)8 = 1, 6076916075C O restante do capital, isto é, 0, 25C = 14 foi aplicado no regime de juros composto a uma taxa de trimestre ao %6, durante quatro anos, ou seja, 16 trimestres. Portanto, o montante M2 gerado por essa operação será dado por M2 = 0, 25C × (1 + 0, 06)16 = 0, 6350879211C. Como, M1 + M2 = 80 224, 27 ⇒ 1, 6076916075C + 0, 6350879211C = 80 224, 27 ⇒ C = 35 770, 00. 4
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