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Jogos Matemáticos Alessandro Ferreira Alves 03 Sumário CAPÍTULO 2 – Regime de capitalização composta .............................................................05 Introdução ....................................................................................................................05 2.1 Noção Básica de Capitalização Composta ..................................................................06 2.2 Fórmula de Juros Compostos e Montante....................................................................08 2.3 Taxa Equivalente, Nominal e Efetiva ...........................................................................12 2.3.1 Taxas Equivalentes ...........................................................................................12 2.3.2 Taxa Nominal e Taxa Efetiva .............................................................................14 2.4 Desconto no Regime de Capitalização Composta ........................................................17 2.4.1 Desconto Composto por Fora (ou Desconto Comercial) .......................................18 2.4.2 Desconto Composto por Dentro (ou Desconto Racional) ......................................19 2.5 Implementando problemas financeiros na Calculadora HP 12C .....................................21 Síntese ..........................................................................................................................25 Referências Bibliográficas ................................................................................................26 05 Capítulo 2 Introdução Com certeza você já ouviu a expressão “juros sobre juros”. Entretanto, você sabe como são feitos os cálculos envolvendo os juros de um financiamento? E quanto aos juros referentes ao seu che- que especial? Poderíamos considerar tais valores expressivos ou não? A Caderneta de Poupança é um bom negócio? Ela apresenta uma rentabilidade relevante? Para respondermos a perguntas como essas, devemos estudar o segundo regime de capitaliza- ção, que é o regime exponencial de juros, conhecido popularmente como juros compostos. Em verdade, é sabido que o regime de juros compostos é o mais comum no sistema financeiro e, portanto, o mais útil para cálculos de problemas no âmbito da gestão financeira do nosso cotidiano. Tecnicamente falando acerca do regime composto, podemos dizer que os juros gerados a cada período são incorporados ao valor presente para o cálculo dos juros do período logo na sequên- cia, daí o termo “juros sobre juros”. Note claramente que esse processo de formação de juros é distinto do processo dos juros sim- ples, estudado anteriormente, no qual o capital rende juros de forma única, não ocorrendo re- muneração sobre os juros formados em períodos anteriores. Salientamos ainda que as formas de investimentos e financiamentos são calculadas de acordo com esse modelo de investimento, pois ele oferece um maior rendimento, originando mais lucro. Nesse sentido, faz-se importante a interpretação do funcionamento e das propriedades caracte- rísticas do regime composto, como a evolução do valor futuro e as taxas associadas. Sendo assim, neste capítulo apresentaremos a você a definição de regime de capitalização com- posto, analisando a resolução de problemas aplicados em operações financeiras e comerciais. Para tal, abordaremos os seguintes temas: • Noção Básica de Capitalização Composta; • Fórmula de Juros Compostos e Montante; • Taxa Equivalente, Nominal e Efetiva; • Desconto em Regime de Capitalização Composta; • Apresentação de problemas envolvendo o regime composto na calculadora HP 12C; • Apresentação das fórmulas características do desconto no âmbito do regime de capitalização composto. Regime de capitalização composta 06 Laureate- International Universities Matemática para gestores 2.1 Noção Básica de Capitalização Composta No regime de capitalização composta, também conhecido como regime de juros compostos, os juros ocorrem de modo acumulativo, ou seja, os juros são capitalizados de forma a produzir juros sobre juros periodicamente. Ou, ainda, a taxa de juros incidirá sobre o valor futuro (ou montante) acumulado no final do período imediatamente anterior. Note então a diferença em relação ao regime linear de juros, no qual os juros são calculados apenas sobre a quantia inicial. O mercado financeiro brasileiro utiliza o regime composto, já que tal regime, como exposto, oferece maior rentabilidade quando comparado ao regime linear de juros, no qual o valor dos rendimentos se torna fixo. Vamos ilustrar essa questão por meio de uma situação introdutória para compararmos os valores obtidos em cada um dos dois regimes. Consideremos uma aplicação no valor de R$ 1.000,00, com prazo de três meses e a uma taxa de juros de 20% ao mês, conforme nos mostra a tabela abaixo: Juros Simples Juros Compostos Mês Rendimento Valor Futuro Rendimento Valor Futuro Primeiro Mês 1000 x 0,2 = 200 R$1.200,00 1000 x 0,2 = 200 R$1.200,00 Segundo Mês 1000 x 0,2 = 200 R$1.400,00 1200 x 0,2 = 240 R$1.440,00 Terceiro Mês 1000 x 0,2 = 200 R$1.600,00 1440 x 0,2 = 288 R$1.728,00 Tabela 1 – Comparativo entre o valor futuro no regime linear e no regime composto. Fonte: Elaborado pelo autor, 2015. Olhando a tabela, percebemos que: • No regime de juros simples, R$ 1.000,00 resultaram em R$ 1.600,00 ao final do terceiro mês. • No regime de juros compostos, R$ 1.000,00 resultaram em R$ 1.728,00 ao final do terceiro mês. Sendo assim, podemos concluir que: • Nos juros simples, a taxa é sempre calculada sobre o valor presente, por isso o valor futuro (valor presente + juros) cresce de forma linear. • Nos juros compostos, o rendimento de cada mês é incorporado ao valor presente para os cálculos dos juros do período subsequente, possibilitando o crescimento exponencial do valor futuro. 07 JUROS SIMPLES São aqueles aplicados sobre um saldo devedor constante, ou seja, os juros não crescem, são sempre iguais. Geralmente eles são aplicados em operações de curtíssimo prazo ou quando a dívida só será paga no final de um determinado período, não em parcelas. Seu gráfico característico é uma reta. JUROS COMPOSTO São acrescidos de tal forma que os juros aumentam cada vez mais. São os famosos “juros sobre juros”. O crescimento, nesse caso, é exponencial, ou seja, seu gráfico é uma curva mais íngreme. O caso mais conhecido de juros compostos é o da Caderneta de Poupança. Figura 1 – A diferença entre os regimes de capitalização. Fonte: Elaborado pelo autor, 2015. A figura a seguir apresenta graficamente a diferença entre os dois regimes de capitalização, sen- do que a curva em azul mostra a evolução do valor futuro no regime de juros compostos (curva mais íngreme), e a reta em vermelho representa a evolução do valor futuro baseado no regime de juros simples (crescimento linear). Figura 2 – Interpretando geometricamente a diferença entre os regimes de capitalização. Fonte: Elaborado pelo autor, 2015. 08 Laureate- International Universities Matemática para gestores 2.2 Fórmula de Juros Compostos e Montante Primeiramente, para entendermos as expressões características do regime composto, vamos con- siderar uma situação específica. Pergunta Contextualizada: suponha que Paulo tenha disponível a quantia de R$ 1.000,00, para uma aplicação financeira. Ele, então, procura o Banco AFA, que lhe oferece uma aplicação a uma taxa composta de 10% ao mês. Quais são os valores a serem recebidos por Paulo? Para respondermos a tal questão, vamos denominar o valor presente ou capital inicial de PV e o valor futuro ou montante de FV. Assim, observe que: • Ao final do 1° mês: o capital de R$ 1.000,00 gera juros de R$ 100,00 (10% de R$ 1.000,00) e um valor futuro de R$ 1.100,00 (R$ 1.000,00 + R$ 100,00). Logo,podemos escrever FV = 1.000,00 x (1 + 0,10) = R$ 1.100,00. • Ao final do 2° mês: o valor futuro do mês anterior R$ 1.100,00 é o capital desse segundo momento, sendo a base, então, para o cálculo dos juros. Dessa maneira, podemos escrever: FV = 1.000,00 x (1 + 0,10) x (1 + 0,10) FV = 1.000,00 x (1 + 0,10)2 = R$ 1.210,00 Note que o valor futuro do 2° mês pode ser descrito como: R$ 1.000,00 capital aplicado R$ 100,00 juros referentes ao 1° mês (10% x R$ 1.000,00) R$ 100,00 juros referentes ao 2° mês (10% x R$ 1.000,00) R$ 10,00 juros sobre os juros produzidos no 1° mês (10% x R$ 100,00) • Ao final do 3° mês: continuando o mesmo raciocínio, podemos escrever: FV = 1.000,00 x (1 + 0,10) x (1 + 0,10) x (1 + 0,10) FV = 1.000,00 x (1 + 0,10)3 = R$ 1.331,00 • Ao final do enésimo mês: observando mais uma vez a evolução dos juros compostos, o valor futuro acumulado ao final do período n atinge: FV = 1.000,00 x (1 + 0,10) x (1 + 0,10) x (1 + 0,10) x ... x (1 + 0,10) FV = 1.000,00 x (1 + 0,10)n Observe, então, que ao final do primeiro mês Paulo teria um montante de R$ 1.100,00, R$ 1.210,00 ao final do segundo mês, R$ 1.331,00 ao final do terceiro mês e assim por diante. Dessa forma, chamando PV (valor presente), FV (valor futuro), i (taxa de juros) e n (período de capitalização), podemos generalizar o raciocínio utilizado acima, descrevendo as fórmulas ca- racterísticas para o regime exponencial de juros. Veja: 09 FV = PV x (1 + i)n e PV = Salientamos que (1 + i)n é o fator de capitalização (ou de valor futuro), FCC (i, n) a juros com- postos, e ni)1( 1 + o fator de atualização (ou de valor presente), FAC (i, n) a juros compostos. Vejamos alguns exemplos ilustrativos nos quais caracterizaremos cálculos algébricos a partir das expressões descritas anteriormente. Exemplo: qual é o valor da taxa mensal composta de juros de uma aplicação de R$ 40.000,00, que resultou em um montante de R$ 43.894,63 ao final de um quadrimestre? Solução: podemos escrever que PV = 40.000,00, n = 4 meses e FV = 43.894,63. Dessa forma, temos que: FV = PV x (1 + i)n 43.894,63 = 40.000,00 x (1 + i)4 = (1 + i)4 4 097366,1 = 4 4)1( i+ 1,0235 = 1 + i ou i = 0,0235 ou 2,35% ao mês Exemplo: Bruno realizou uma aplicação de R$ 22.000,00 no Banco AFA e tal aplicação produz à taxa composta de juros de 2,4% ao mês um montante de R$ 26.596,40 em certa data futura. Qual é o prazo dessa operação realizada por Bruno? Solução: observe que, nesse caso, queremos encontrar o prazo (n) da operação. Do enunciado do problema temos que PV = 22.000,00, i = 2,4% ao mês = 0,024 a.m. e FV = 26.596,40. Dessa forma, é possível concluir que: FV = PV x (1 + i)n 26.596,40 = 22.000,00 x (1 + 0,024)n = (1,024)n 1,208927 = (1,024)n 10 Laureate- International Universities Matemática para gestores Agora, salientamos que a única maneira a ser utilizada para que possamos isolar o parâmetro (n) é através do logaritmo decimal (base 10), como segue: log (1,208927) = log (1,024)n 0,082400 = n x log (1,024) n = )024,1log( 082400,0 ou n = 8 meses Portanto, o prazo da operação realizada foi de oito meses. Exemplo: determine os juros pagos por Davi referentes a um empréstimo no valor de R$ 88.000,00, pelo prazo de cinco meses, com taxa composta de 4,5% ao mês. Solução: do enunciado, vemos que PV = 88.000,00, n = cinco meses e i = 4,5% a. m. = 0,045 a.m. Além disso, sabemos que o valor futuro é a soma do valor presente e dos juros. Logo, es- crevemos: FV = PV + J ou J = FV – PV Ou, ainda, de acordo com a expressão para o valor futuro no regime composto, temos que: J = PV x [(1 + i)n – 1] Substituindo os valores do problema, podemos descobrir que: J = 88.000,00 x [ (1 + 0,045)5 – 1] J = 21.664,02 Portanto, Davi pagou de juros o valor de R$ 21.664,02. Exemplo: certo aplicador colocou no mercado financeiro um capital de R$150.000,00 a juros compostos de 7% ao mês, durante 3 meses e 20 dias. Em seguida, reaplicou o montante ainda a juros compostos de 10% ao mês. No final da operação, recebeu R$ 620.000,00. Qual o período total em que o capital esteve aplicado? Solução: Nesse caso, podemos escrever para o primeiro montante, considerando PV = 150000, i = 7% a.m. = 0,07 e n1 = (3 + 2 3 ) meses, daí: Primeiro Montante: M1 = 150000 x 23 3(1 0,07) + + , ou seja, M1 = 192.234,70 A seguir, para o segundo montante, temos que M2 = 620000, i = 10% a.m. = 0,10 a.m. e devemos encontrar o valor de n2 para essa etapa, para depois somarmos os dois prazos. Logo, podemos escrever: 11 620000 = 192.234,70 x (1 + 0,10)n log (3,225224) = n2 n2 = 12,28 ou n2 = 12 meses e 8 dias Portanto, o prazo total é dado por n = n1 + n2 = 15 meses e 28 dias. Exemplo: Cauã deve dois títulos no valor de R$25.000,00 e R$56.000,00 cada a uma insti- tuição financeira. O primeiro título vence de hoje a 2 meses, e o segundo um mês após. Cauã, prevendo problemas de fluxo de caixa nessas datas, por conta de problemas de saúde na família, propõe a substituição dessas suas obrigações por um único pagamento ao final do quinto mês. Supondo que seja a taxa corrente de juros compostos de 2% ao mês, qual seria o valor desse único pagamento? Solução: aqui estaremos utilizando o mesmo contexto trabalhado sobre equivalência de capitais no regime linear de juros, só que considerando agora o regime composto. Dessa forma, vejamos a interpretação geométrica de tais fluxos na Figura 3 a seguir. 25.000,00 56.000,00 0 2 3 5 M Figura 3 – A disposição geométrica de fluxos do exemplo. Fonte: Elaborado pelo próprio autor, 2015. Vamos definir a data de comparação (data focal) como sendo o momento 5, ou seja, a equiva- lência vai ser feita na data 5 ou no quinto mês. Além disso, o valor a ser encontrado para esse pagamento único seja representado pela letra M. Dessa maneira, podemos escrever, a partir do momento em que capitalizamos: M = 25.000,00 x (1 + 0,02)³ + 56.000,00 x (1 + 0,02)² M = 26.530,20 + 58.262,40 M = 84.792,60 Ou seja, o valor desse pagamento único que Cauã se propõe a fazer é de R$ 84.792,60. Tal valor pode ser visto como sendo o valor equivalente no momento 5, aos valores do segundo mês e do terceiro mês, quando capitalizados para o momento 5. 12 Laureate- International Universities Matemática para gestores Exemplo: Para uma taxa de juros de 7% ao mês, qual das alternativas de pagamento representa o menor custo para o devedor: a) Pagamento integral de R$140.000,00 a vista (na data zero). b) R$30.000,00 de entrada, R$40.000,00 em 60 dias e R$104.368,56 em 120 dias. Solução: aqui, podemos atualizar a situação descrita em (b) e comparar com (a). Ou seja, vai representar menor custo para o devedor aquela situação que representar o menor valor na data zero. Logo, atualizando os valores da situação (b) para a data zero, temos que: • 30.000,00 atualizado na data zero = 30 000 • 40.000,00 em 60 dias atualizado para a data zero resulta em: 40000 (1 0,07)²+ = 34.937,54 • 104.368,56 em 120 dias atualizado para a data zero resulta em: 4 104.368,54 (1 0,07)+ = 79.622,25 Portanto, a soma dos valores atualizados é dada por: PV = 30000 + 34.937,54 + 79.622,25 = 144.559,79 Dessa forma, concluímos que a situação descrita em (a) representa o menor custo para o deve- dor, já que 140.000,00 < 144.559,79. Para mais exemplos estruturados sobre a aplicabilidade e cálculos algébricos envol- vendo o regime exponencial de juros, pesquise em Matemática financeira: aplicações à análise de investimentos, de Carlos Patricio Samanez, Editora Pearson Prentice Hall, 2006. O autor nos traz mais uma série de exemplos que ilustram a resolução de novas situações envolvendo o cálculo dos parâmetros no regime exponencial de juros.NÃO DEIXE DE LER... 2.3 Taxa Equivalente, Nominal e Efetiva Aqui, apresentaremos a você as taxas equivalentes, nominal e efetiva, que são importantes no âmbito do regime exponencial de juros. 2.3.1 Taxas Equivalentes Para entendermos as taxas equivalentes no regime composto, vamos considerar a seguinte des- crição: Pergunta Contextualizada: suponhamos que Alessandro tenha uma quantia de R$ 100.000,00 e deseja aplicá-la em algum sistema de investimento oferecido por uma instituição financeira. Alessandro possui duas alternativas de investimento, descritas a seguir: 13 • a uma taxa de 1,66% ao mês, durante 24 meses; • a uma taxa de 10,3826% ao semestre, durante 2 anos. Qual das duas opções Alessandro deve escolher, considerando o regime exponencial de juros? Para responder tal questão, devemos calcular o montante associado a cada uma das opções. Logo, temos que: Primeira Opção: 100000 24 1,66% . . 0,0166 . . PV n meses i a m a m = = = = logo: FV = 100.000,00 x (1,0166)24 = R$ 148.457,63 Segunda Opção: 100000 4 10,3826% . . 0,103826 . . PV n semestres i a m a s = = = = logo: FV = 100.000,00 x (1,103826)4 = R$ 148.457,63 Independente da opção escolhida por Alessandro, ele terá o mesmo retorno, pois as taxas de 1,66% ao mês e 10,2638% ao semestre são equivalentes. Sendo assim, o conceito de taxa equivalente que vimos no regime de capitalização simples continua sendo válido para a capitalização composta, ou seja, duas taxas são ditas equivalentes quando, ao serem aplicadas a um mesmo capital e pelo mesmo intervalo de tempo, produzem resultados iguais. Entretanto, é diferente a fórmula de cálculo. De acordo com Samanez (2006), por se tratar de capitalização exponencial, a expressão da taxa equivalente composta é a média geométrica da taxa de juros do período inteiro, isso é: i q q i+= 1 – 1 Onde: q = número de períodos de capitalização i = taxa referente ao maior período iq = taxa referente ao menor período Exemplo: considerando a taxa de 18% ao ano, determine a taxa equivalente composta mensal. Solução: nesse caso, inicialmente temos de identificar os dados colocados no problema: q = 12 (pois 1 ano = 12 meses) iq = é a taxa que queremos calcular (aqui escrevemos i12, pois q = 12) i = 18% ao ano = 0,18 a.a. 14 Laureate- International Universities Matemática para gestores Sendo assim, da expressão para o cálculo de taxas equivalentes no regime composto, temos: i12 = – 1 i12 = – 1 (usamos aqui a regra q pa = a q p ) i12 = 0,013888 ou i12 = 1,3888% a.m. Dessa forma, concluímos que a taxa equivalente mensal composta a 18% ao ano é igual a 1,3888% ao mês. Exemplo: qual é a taxa equivalente composta anual a uma taxa de 2% ao mês? Solução: nesse caso, temos que q = 12 (1 ano == 12 meses) e iq = i12 = 0,02 a.m. Portanto, devemos encontrar a taxa i, que representa a equivalente composta anual de 2% ao mês. Sendo assim, escrevemos que: i12 = 121 i+ – 1 0,02 = 121 i+ – 1 12 1212(1,02) ( 1 )i= + 1 + i = 1,2682 ou i = 0,2682 ou 26,82% ao ano Portanto, concluímos que a taxa equivalente composta anual a 2% ao mês é de 26,82% ao ano. 2.3.2 Taxa Nominal e Taxa Efetiva Quando você escuta em um telejornal que a caderneta de poupança com aniversário no dia de hoje rende 6% ao ano você sabe interpretar essa informação? Sabe dizer a efetiva rentabilidade dessa operação? Para respondermos a questões como essas, devemos interpretar o significado da taxa efetiva de juros e da taxa nominal de juros, que são taxas presentes no regime exponencial de juros. Exemplo: se falamos em 18% ao ano com capitalização mensal, temos que esta taxa de 18% é dita uma taxa nominal de juros, já que as unidades da taxa e da capitalização são distintas. Acompanhe a seguir a definição formal da taxa nominal de juros. Taxa Nominal de Juros (SAMANEZ, 2006): uma taxa é dita nominal quando a unidade de prazo definida para a capitalização dos juros é diferente da unidade de prazo definida para a taxa de juros. Por exemplo, se tivermos uma taxa de 36% ao ano capitalizada mensalmente, os prazos não são coincidentes, logo essa é uma taxa nominal de juros. 15 Outro exemplo a ser entendido diz respeito à caderneta de poupança. Quando falamos que ela tem uma rentabilidade de 6% ao ano, sendo que a capitalização ocorre mensalmente, podemos concluir que essa também é uma taxa nominal de juros. Para determinarmos nessa situação a verdadeira rentabilidade da caderneta de poupança, temos de caracterizar a taxa efetiva, que será definida formalmente a seguir. Taxa Efetiva de Juros (SAMANEZ, 2006): a taxa efetiva é aquela apurada durante todo o prazo n, sendo formada exponencialmente através dos períodos de capitalização. Para caracterizarmos o seu valor, utilizamos a expressão matemática dada por: Taxa Efetiva (if):(1 + i) q – 1 Sendo que q representa o número de períodos de capitalização. Vejamos alguns exemplos ilus- trativos dessas taxas. Exemplo (Caderneta de Poupança): Felipe possui uma caderneta de poupança no Banco AFA que paga juros anuais de 6% com capitalização mensal. Qual é a rentabilidade efetiva da pou- pança de Felipe? Solução: nesse caso, note que a taxa efetiva dará a rentabilidade efetiva da caderneta de pou- pança, já que a taxa de juros de 6% é uma taxa nominal de juros, pois a capitalização é realizada mensalmente, a uma taxa de 0,5%. Notando que q = 12 (1 ano = 12 meses), segue que: if = (1 + q i )q – 1 ou if = (1 + ) 12 – 1 ou if = (1 + 0,005) 12 – 1 if = 0,0617 ao ano ou if = 6,17% ao ano Portanto, a rentabilidade efetiva da caderneta de poupança de Felipe é de 6,17% ao ano. Exemplo: Sendo de 24% ao ano a taxa nominal de juros cobrada por um banco, calcular o custo efetivo anual, admitindo que o período de capitalização dos juros seja: a) Mensal b) Trimestral c) Semestral Solução: Nesse caso, temos que: a) Custo Efetivo (if): 1 ano = 12 meses, logo q = 12 if = (1 + q i )q – 1 if = (1 + ) 12 – 1 if = 0,2682 ao ano ou if = 26,82% a.a. 16 Laureate- International Universities Matemática para gestores b) Custo Efetivo (if): 1 ano = 4 trimestres, logo q = 4 if = (1 + q i )q – 1 if = (1 + ) 4 – 1 if = 0,2625 ao ano ou if = 26,25% a.a. c) Custo Efetivo (if): 1 ano = 2 semestres, logo q = 2 if = (1 + q i )q – 1 if = (1 + ) 2 – 1 if = 0,2544 ao ano ou if = 25,44% a.a. Exemplo: Uma aplicação financeira de um banco nacional promete pagar 42% ao ano de juros. Sendo de um mês o prazo da aplicação, pede-se determinar a sua rentabilidade efetiva conside- rando os juros de 42% ao ano como: a) Taxa Efetiva b) Taxa Nominal Solução: Nesse caso, temos o seguinte: a) Taxa Efetiva: a rentabilidade mensal é a taxa equivalente composta de 42% ao ano. Aqui, temos que q = 12 (já que 1 ano = 12 meses) e i = 42% ao ano, onde i é a taxa referenciada ao maior período na fórmula abaixo para a taxa equivalente composta. i q q i+= 1 – 1 i – 1 i12 = 0,297 ao mês ou i12 = 2,97% a.m. Notemos que capitalizando exponencialmente os juros de 2,97% ao mês, chegamos, evidente- mente, a taxa efetiva anual de 42% ao ano, isso é (1 + 0,0297)12 – 1 = 42% ao ano. b) Taxa Nominal: a rentabilidade mensal de 42% ao ano é definida pela taxa proporcional simples, isto é i = = 3,5% ao mês = 0,035 a.m. Ao capitalizarmos exponencialmente essa taxa para o prazo de um ano, chega-se a um resultado efetivo superior à taxa nominal de 42% ao ano if = (1 + 0,035) 12 – 1 = if = 51,1% a.a. 17 Exemplo: um capital de R$100.000,00foi depositado por um prazo de 4 trimestres, a taxa de juros de 10% ao trimestre, com correção monetária trimestral igual à inflação. Admitamos que as taxas de inflação trimestrais observadas são de 10%, 15%, 20% e 25%, respectivamente. A disponibilidade do depositante ao final do terceiro trimestre será aproximadamente igual a? Solução: observe que aqui basta irmos acrescentando a correção monetária e os juros a cada trimestre, sendo assim, podemos escrever: 1° Trimestre (10%): 100 000 + (0,1) correção monetária x 100 000 = 110 000, logo M = 110 000 x (1,1) juros = 121 000 2° Trimestre (15%): 121 000 + (0,15) correção monetária x 121 000 = 139 150, logo M = 121 000 x (1,1) juros = 153 065 3° Trimestre (20%): 153 065 + (0, 20) correção monetária x 153 065 = 183 178, logo M = 183 178 x (1,1) juros = 202 045,80 Logo, o montante final é de aproximadamente R$202.045,80. Para mais exemplos sobre a aplicabilidade e os cálculos algébricos envolvendo as taxas nominal e efetiva de juros, pesquise no livro Matemática financeira: aplicações à aná- lise de investimentos, de Carlos Patricio Samanez, Editora Pearson Prentice Hall, 2006. Esse livro traz uma série de exemplos que ilustram a resolução de novas situações en- volvendo a caracterização de taxas no regime exponencial de juros. NÃO DEIXE DE LER... 2.4 Desconto no Regime de Capitalização Composta Com relação ao desconto associado ao regime exponencial de juros, temos que o desconto com- posto é usualmente utilizado em operações de longo prazo e, analogamente ao desconto simples associado ao regime linear de juros, aqui também temos dois tipos de descontos: o desconto composto por dentro (ou desconto composto racional) e o desconto composto por fora (ou desconto composto comercial). 18 Laureate- International Universities Matemática para gestores 2.4.1 Desconto Composto por Fora (ou Desconto Comercial) Tal desconto é conhecido pela incidência sucessiva da taxa de desconto sobre o valor nominal do título, o qual é deduzido, em cada período, dos descontos obtidos em períodos anteriores. É interessante salientarmos que, no contexto do mercado financeiro brasileiro, o desconto por fora é muito pouco praticado. As expressões características para cálculos envolvendo esse tipo de desconto são mostradas a seguir. Acompanhe: VF = N(1 – i) n Onde: VF: valor líquido (ou valor do descontado por fora) N: valor nominal do título n: período i: taxa de juros Além disso, tomando DF como o valor do desconto por fora, temos que: DF = N – VF Ou seja: DF = N[1 – (1 – i) n] Vejamos dois exemplos ilustrativos envolvendo o desconto composto por fora. Exemplo: Hugo deve o valor de R$ 80.000,00 ao Banco AFA, com vencimento para daqui a 10 meses. Todavia, Hugo decide quitar a dívida com quatro meses de antecedência e solicita ao Banco AFA um desconto. O gerente informa que o banco opera de acordo com o conceito de desconto composto por fora, sendo a taxa de desconto fixada em 3,5% ao mês nesse tipo de situação. Qual o valor líquido que Hugo deve pagar na quitação antecipada de seu empréstimo? Solução: temos que N = 80000, n = 4 meses, i = 3,5% ao mês = 0,035 a.m. Note que quere- mos determinar o valor de VF. Logo, utilizando a expressão para VF, temos que: VF = N(1 – i) n VF = 80.000 (1 – 0,035) 4 VF = 69.374,40 Portanto, o valor líquido que Hugo deve pagar é de R$ 69.374,40. 19 Exemplo: Ivan desconta um título a uma taxa de 3% ao mês no Banco AFA, cinco meses antes de seu vencimento. Sabe-se que essa operação produziu um desconto de R$ 39.000,00. Além disso, também sabemos que foi utilizada a noção de desconto composto por fora. Dessa forma, qual o valor nominal do título de Ivan? Solução: é possível identificar o valor do desconto por fora DF = 39000, n = 5 meses, i = 3% ao mês = 0,03 a.m. e devemos encontrar o parâmetro N. Sendo assim, escrevemos: DF = N[1 – (1 – i) n] 39.000 = N[1 – (1 – 0,03)5] 39.000 = N x (0,141266) N = 276.074,92 Ou seja, o valor nominal do título de Ivan é de R$ 276.074,92. 2.4.2 Desconto Composto por Dentro (ou Desconto Racional) Ao contrário do desconto composto por fora, o desconto composto por dentro, baseado no valor atual e no valor nominal de um título, apresenta várias aplicações na área financeira. É caracterizado segundo as relações do regime exponencial de juros. Dessa maneira, o valor descontado racional (Vr) equivale ao valor presente de juros compostos, conforme discutido an- teriormente, visualizado pela seguinte expressão matemática: Vr = (1 )n N i+ É sabido que o desconto é obtido pela diferença entre o valor nominal (resgate) e o valor des- contado (presente). Sendo assim, temos a fórmula para o cálculo do desconto composto racional (Dr). Veja: Dr = 11 (1 )n N i − + Agora, acompanhe dois exemplos ilustrativos envolvendo o desconto composto racional: Exemplo: qual é o valor de desconto racional de um título de valor nominal de R$ 15.000,00, descontado cinco meses antes de seu vencimento a uma taxa de 2,4% ao mês? Solução: com base no enunciado, podemos escrever que N = 15000, n = 5 meses, i = 2,4% ao mês = 0,024 a.m. e queremos encontrar o valor de Dr. Dessa forma, segue que: 20 Laureate- International Universities Matemática para gestores Dr = 11 (1 )n N i − + Dr = 5 115000 1 (1 0,024) − + Dr = 1.677,32 Ou seja, o valor de desconto racional desse título é de R$ 1.677,32. Exemplo: o banco AFA libera a Leandro o valor de R$ 6.800,00, proveniente do desconto de um título de crédito de valor nominal de R$ 9.000,00, descontado a uma taxa de 4% ao mês. Qual foi o prazo de antecipação desse título? Solução: do enunciado, temos que Dr = 6800, N = 9000, i = 4% ao mês = 0,04 a.m. e que- remos encontrar o valor de n, que representa o prazo de antecipação. Sendo assim, utilizando a expressão de Vr, temos que: Vr = (1 )n N i+ ou 6800 = 9000 (1 0,04)n+ 9000(1,04) 6800 n = ou (1,04) 1,323529n = Agora, devemos aplicar o logaritmo na base 10 para isolarmos o parâmetro n, como segue: log (1,04)n = log 1,323529 n.(log 1,04) = log 1,323529 n = 7,15 meses ou n = 7 meses e 4 dias NÃO DEIXE DE VER... Indicamos o filme PI, de 1998, dirigido por Darren Aronofsky. Trata-se de uma trama de ficção científica que conta a história de Max, um homem brilhante e atormentado que está prestes a decodificar o padrão numérico por trás do mercado de ações. 21 2.5 Implementando problemas financeiros na Calculadora HP 12C Vimos que, no regime composto de juros, o cálculo do prazo leva em consideração o logaritmo decimal, transformando tal cálculo em uma tarefa árdua. Sendo assim, vamos tentar simplificar esse processo com o auxílio de uma importante ferramenta. Pergunta Contextualizada: você sabe dizer qual é a calculadora mais vendida do mundo? Sabe dizer qual é a calculadora mais apropriada para a resolução de problemas relacionados à gestão de negócios? Nessa área, o instrumento mais utilizado é a calculadora financeira HP 12C, ferramenta que tra- balha diretamente com a solução de problemas no contexto da gestão de negócios, sendo uma das calculadoras mais antigas e mais vendidas do mundo. Criada no ano de 1981, ela opera com a notação NPR (Notação Polonesa Reversa), na qual entramos primeiramente com os dados e os separamos através da tecla ENTER. É importante ressaltar que essa notação permite uma entrada mais rápida de dados e uma exe- cução mais eficiente nos cálculos. A HP 12C apresenta mais de 120 funções específicas para o tratamento de dados financeiros, desde operações básicas até funções características dos siste- mas de amortização. Além disso, a robusteze a simplicidade são as duas principais características da calculadora HP 12C, que apresenta quatro memórias principais e vinte memórias secundárias. Modelo Platinum (platina)Modelo gold (ouro) Figura 4 – Modelos de HP 12C. Fonte: HP BRASIL, 2015. Essa ferramenta simplifica processos como o cálculo envolvendo os juros compostos, séries de anuidades e sistemas de amortização. O quadro a seguir nos mostra as funções introdutórias e básicas da HP 12C. 22 Laureate- International Universities Matemática para gestores Função (Tecla) Descrição Função (Tecla) Descrição CHS Troca o sinal de um determinado valor. <MDY> e <DMY> Estabelece o formato das datas. STO Armazena valores nas memórias. 1/x Calculo o inverso de x. RCL Recupera valores guardados nas memórias. % Permite o cálculo da por- centagem de um determi- nado número. f <n> Fixa em n casas decimais os núme- ros a serem trabalhados. %T Possibilita encontrar quanto um número representa, percentualmente, em rela- ção a outro número. CLX Limpa o valor do visor. ∆% Diferença percentual entre números. F REG Limpa todos os registros. x Calcula a raiz quadrada de um número. f<FIN> Coloca zeros para <n>, <i>, <PV>, <PMT> e <FV>. LN Calcula o logaritmo nepe- riano de um número. g <∆DYS> Fornece o número de dias entre duas datas (ano comercial). g <∆DYS> g <DATE> Determinamos uma data futura ou uma data passada, tomando-se como base uma data especificada. yx Executa cálculos envolven- do potências. Quadro 1 – Algumas funções básicas da HP 12C. Fonte: Elaborado pelo autor, 2015. Sem o auxílio da calculadora HP 12C, como realizar os cálculos ligados à gestão de negócios? Atualmente, temos vários simuladores da HP 12C oferecidos de forma gra- tuita e que podem ser instalados no seu computador. Além disso, temos uma série de aplicativos para smartphones e tablets. NÓS QUEREMOS SABER! A seguir, vamos apresentar alguns exemplos resolvidos com o auxílio da HP 12C, envolvendo cálculos de porcentagens e regime de capitalização composto. Exemplo (diferença percentual): Márcio observa em uma loja que um equipamento de som está sendo vendido pelo valor de R$ 950,00, com pagamento a prazo ou cartão de crédito. Para o pagamento à vista, é oferecido um desconto de 18%. Sendo assim, qual o valor do desconto? Quanto Márcio pagaria pelo produto à vista? Qual o percentual de acréscimo que Márcio pagará se optar pelo cartão de crédito? Solução: sobre a questão, veja quadro a seguir: 23 Função (Tecla) Visor Descrição <f><REG> 0,00 Limpa os registradores. 950 <ENTER> 950,00 Valor do equipamento. 18 <%> 171,00 Valor do desconto. < – > 779,00 Preço à vista. 950 <Δ%> 21,95 % do acréscimo pago pelo cartão de crédito. Quadro 2 – Sequência de passos na HP 12C para a resolução do exemplo. Fonte: Elaborado pelo autor, 2015. Exemplo (juros compostos): calcule o valor de resgate de uma aplicação de R$ 1.200,00 com prazo de oito meses, a uma taxa de juros compostos de 3,5% ao mês. Solução: acompanhe o quadro abaixo: Função (Tecla) Visor Descrição <f><REG> 0,00 Limpa os registradores. 1200 <CHS><PV> -1.200,00 Insere a aplicação. 8 <n> 8,00 Insere o prazo. 3.5 <i> 3,50 Insere a taxa. <FV> 1.580,17 Valor de resgate. Quadro 3 – Sequência de passos na HP 12C para a resolução do exemplo. Fonte: Elaborado pelo autor, 2015. Exemplo (juros compostos): Nelson faz uma aplicação de R$ 20.000,00 que produz, em certa data futura, o montante de R$ 22.582,44 a uma taxa de juros compostos de 1,75% ao mês. Qual é o prazo dessa operação? Solução: acompanhe o quadro abaixo: Função (Tecla) Visor Descrição <f><REG> 0,00 Limpa os registradores. 20000 <CHS><PV> -20.000,00 Insere a aplicação feita por Nelson. 22582.44 <FV> 22.582,44 Insere o montante. 1.75 <i> 1,75 Insere a taxa mensal. <n> 7,00 Prazo da operação (em meses). Quadro 4 – Sequência de passos na HP 12C para a resolução do exemplo. Fonte: Elaborado pelo autor, 2015. 24 Laureate- International Universities Matemática para gestores Exemplo (juros compostos): se Olívia quiser comprar um carro no valor de R$ 22.000,00, quanto ela deve aplicar hoje para que, dentro de dois anos, possua o valor do carro sendo a taxa de aplicação de 18% ao ano? Solução: veja o quadro abaixo: Função (Tecla) Visor Descrição <f><REG> 0,00 Limpa os registradores. 22000 <CHS><FV> -22.000,00 Insere o montante. 18 <i> 18,00 Insere a taxa anual. 2 <n> 2,00 Insere o prazo (em anos). <PV> 15.800,06 Valor que Olívia deveria depositar hoje. Quadro 5 – Sequência de passos na HP 12C para a resolução do exemplo. Fonte: Elaborado pelo autor, 2015. Exemplo (taxa efetiva): uma taxa nominal de 28% ao ano é capitalizada semestralmente. Qual a taxa efetiva anual equivalente? Solução: acompanhe o quadro a seguir: Função (Tecla) Visor Descrição <f><REG> 0,00 Limpa os registradores. 28 <ENTER> 2 <÷> 100 <÷> 1 <+> 1,14 1 + a taxa efetiva semestral (unitária). 2 <yx> 1,30 1 + a taxa efetiva anual (unitária). 1 < – > 100 <x> 29,96 Taxa Efetiva Anual Equivalente (em %). Quadro 6 – Sequência de passos na HP 12C para a resolução do exemplo. Fonte: Elaborado pelo autor, 2015. Gustavo Cerbasi é autor de diversos livros, entre eles Casais Inteligentes Enriquecem Juntos, que foi adaptado para o cinema sob o título de “Até que a Sorte nos Separe”, líder de bilheteria em 2012. Cerbasi foi eleito pela revista Época um dos 100 brasilei- ros mais influentes. VOCÊ O CONHECE? 25 Síntese Vimos neste capítulo que o regime de capitalização composto é o mais utilizado no mercado financeiro por ser considerado mais correto do que o regime linear de juros. Por isso, é de fundamental importância o entendimento dos juros compostos para a resolução de problemas no âmbito financeiro, tais como juros relacionados a cheque especial e cartão de crédito. A partir do estudo realizado neste capítulo, concluímos que: • Os juros compostos apresentam crescimento exponencial. • O montante ou valor futuro é calculado matematicamente como a soma envolvendo o valor presente e o valor dos juros. • A definição de taxas equivalentes permanece inalterada no regime composto, porém o seu modo de cálculo é distinto, pois temos que utilizar de uma média geométrica. • A taxa nominal de juros aparece quando o prazo da capitalização difere do prazo colocado para a taxa de juros em questão. • A taxa efetiva de juros é a taxa apurada sobre todo o período n, sendo caracterizada exponencialmente através dos períodos de capitalização. • A taxa efetiva de juros é utilizada no mercado financeiro para descrever o custo efetivo ou para caracterizar a verdadeira rentabilidade de uma aplicação, como acontece com a caderneta de poupança. • Existem dois tipos de descontos associados ao regime exponencial de juros: o desconto por fora (ou comercial) e o desconto por dentro (ou racional). • O desconto por fora, no regime exponencial de juros, possui pouca aplicação prática no mercado financeiro, enquanto o desconto composto racional, sendo baseado no valor atual e no valor nominal de um título, apresenta várias aplicações. • As expressões características do desconto composto por fora são: VF = N(1 – i)n e DF = N[1 – (1 – i) n]. • As expressões características do desconto composto por dentro são: Vr = (1 )n N i+ e Dr = 11 (1 )n N i − + . • A calculadora HP 12C é de grande auxílio para a resolução de problemas que envolvem juros compostos, porcentagens e taxas nominal e efetiva de juros. Síntese 26 Laureate- International Universities Referências HAZZAN, Samuel; POMPEU, José Nicolau. Matemática Financeira. 6ª Ed. São Paulo: Saraiva, 2007. PUCCINI, Abelardo de Lima. Matemáticafinanceira: objetiva e aplicada. 8ª Ed. São Paulo: Saraiva, 2009. SAMANEZ, Carlos Patrício. Matemática financeira: aplicações à análise de investimen- tos. 3ª Ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2002. Bibliográficas
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