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INSTITUTO LOURENÇO MARQUES BACHAREL EM CIÊNCIAS CONTÁBEIS Prof.ª.: CLEAN MARIA REIS LOURENÇO DISCIPLINA: MATEMÁTICA I PÓLO DE RIACHINHO/ANGICO APOSTILA II MATEMÁTICA FINANCEIRA ANANÁS – TO AGOSTO/2012 Prof.ª. Clean Maria Reis Lourenço – Graduada em Licenciatura em Matemática – Fundação Universidade do Tocantins, Licenciatura em Computação – UFRPE e Especialista em Mídias na Educação UFT. 1. JUROS COMPOSTO O Capitalização composta; O Cálculo do montante e do principal a juros compostos; O Equivalência de capitais a juros compostos - a equação de valor; 2. OBJETIVOS DA AULA O O objetivo desta aula é apresentar o cálculo de juros composto por meio de fórmulas de juros e montante. 3. JUROS COMPOSTO 3.1 Regime de capitalização composta ou exponencial O regimente de juros compostos é o mais comum no dia a dia, no sistema financeiro e no cálculo econômico. Nesse regime os juros gerados a cada período são incorporados ao principal para o cálculo dos juros do período seguinte. Ou seja, o rendimento gerado pela aplicação será incorporado a ela, passando a participar da geração do rendimento no período seguinte; dizemos, então, que os juros são capitalizados. Chamamos de capitalização o momento em que os juros são incorporados ao principal. No regime de juros simples não há capitalização, pois apenas o capital inicial rende juros. Se aplicarmos R$ 1 000,00 durante três meses à taxa de 20%a.m., teremos os seguintes rendimentos e montantes no regime de juros simples e no regime de juros compostos. Juros Simples Juros Compostos Mês Rendimento Montante Rendimento Montante 1 1000 x0,2 = 200 1200 1000x0,2 = 200 1200 2 1000 x0,2 = 200 1200 1200x0,2 =240 1440 3 1000 x0,2 = 200 1200 1440x0,2=288 1728 1 Prof.ª. Clean Maria Reis Lourenço – Graduada em Licenciatura em Matemática – Fundação Universidade do Tocantins, Licenciatura em Computação – UFRPE e Especialista em Mídias na Educação UFT. O O dinheiro cresce mais rapidamente a juros compostos do que juros simples. O A juros compostos o dinheiro cresce exponencialmente em progressão geométrica ao longo do tempo; O Os rendimentos são incorporados ao saldo anterior e passam, por sua vez a render juros. O No regime de juros simples o montante cresce linearmente, pois os juros de um determinado período não são incorporados ao principal. 3.2 Capitalização e desconto a juros compostos: cálculo do montante e do principal Vejamos que acontece com o montante de um capital aplicado a juros compostos por três meses: Término do mês 1: M = C x (1 + i) Término do mês 2: M = C x (1 + i) x (1 + i) Término do mês 3: M = C x (1 + i) x (1 + i) x (1 + i) Generalizando para n períodos, podemos calcular diretamente o montante M resultante da aplicação do principal C durante n períodos a uma taxa de juros compostos i: A fórmula expressa o montante ao fim de n períodos como uma função exponencial do capital inicial aplicado. A taxa de juros deve ser sempre referida à mesma unidade de tempo do período financeiro. O fator é chamado fator de capitalização ou fator de valor futuro para aplicação única. O cálculo do valor presente de um montante ou pagamento único é simplesmente o inverso do cálculo do montante. O fator ; é conhecido como fator de valor presente, fator de desconto ou fator de atualização para pagamento único. Esquematicamente, os fatores de valor futuro e de valor presente ; permitem efetuar as seguintes operações: M = C 1 i 𝑛 C= M 1 i ;𝑛 2 Prof.ª. Clean Maria Reis Lourenço – Graduada em Licenciatura em Matemática – Fundação Universidade do Tocantins, Licenciatura em Computação – UFRPE e Especialista em Mídias na Educação UFT. No diagrama, a flecha horizontal superior representa o processo de desconto de um pagamento ou montante único e a inferior, o processo de capitalização de um principal. Os fatores e ; têm as seguintes finalidade: O fator “Empurra” grandezas para a frente; permite encontrar o montante ou valor futuro de um aplicação. Ou seja, capitaliza um principal levando-o a uma data posterior. O fator ; “puxa” grandezas para trás; permite encontrar o principal de um determinado montante. Ou seja, desconta um valor futuro trazendo – o a uma data anterior. Exemplos 1.1 Uma pessoa toma R$ 30.000,00 emprestados, a juros de 3% ao mês, pelo prazo de 10 meses, com capitalização composta. Qual o montante a ser devolvido? Temos: C = 30.000, n = 10 meses, i = 3% a.m .= 0,03 a . m. Como: Exemplos 1.2 Calcule o montante de R$ 20.000,00 a juros compostos de 3,5% ao mês, durante 35 meses? Temos: C = 20.000, n = 35 meses, i = 3,5% a . m. = 0,035 a . m. 3 Exemplos para encontrar o Montante M = C (1 + i)n M = 30.000 (1 + 0,03)10 M = 30.000 x 1,34392 M = 40.317,60 Prof.ª. Clean Maria Reis Lourenço – Graduada em Licenciatura em Matemática – Fundação Universidade do Tocantins, Licenciatura em Computação – UFRPE e Especialista em Mídias na Educação UFT. Daí, Exemplos 1.3 Calcule o montante de R$ 50.000,00, a juros compostos de 2,25% ao mês, no fim de 4 meses. Temos: C = 50.000, n = 4 meses, i = 2,25% a . m. = 0,0225 a . m. Com isso, Exemplos 1.4 Qual o capital que, em 6 anos à taxa de juros compostos de 15% a.a., monta R$ 14 000,00? Temos: M = 14 000, n= 6, i = 15 a.a. = 0,15 a.a. Aplicando a fórmula para calcular o capital temos, Exemplos 1.5 O montante de R$ 17.408,94 foi obtido após a aplicação de um capital a juro composto por um período de 6 meses à taxa de 1% a.m. Qual foi o capital aplicado? Temos: M = 17 408,94 n= 6 meses, i = 1 a.a. = 0,01 a.a. Substituindo os dados na fórmula pelos seus respectivos valores numéricos temos: Exemplos para encontrar o Capital C= 𝑀 1 : i 𝑛 C= 14 000 1 : 0,15 6 C= 14 000 1 ,15 6 C= 14 000 2,313060 C = 6 052,59 M = 20.000 (1 + 0,035)35 M = 20.000 (1,035)35 M = 20.000 (3,33359) M = 66.671,80 M = 50.000 (1 + 0,0225)4 M = 50.000 (1,0225)4 M =50.000 (1,09308) M = 54.654,00 4 Prof.ª. Clean Maria Reis Lourenço – Graduada em Licenciatura em Matemática – Fundação Universidade do Tocantins, Licenciatura em Computação – UFRPE e Especialista em Mídias na Educação UFT. Portanto: O capital aplicado foi de R$ 16.400,01. Exemplos 1.6 Calcule o capital inicial que, no prazo de 5 meses, a 3% ao mês, produziu o montante de R$ 4.058,00. Temos: M = 4 058 n= 5 meses, i = 3 a.m. = 0,03 a.m. Exemplos 1.7 A que taxa de juros um capital de R$ 13 200,00 pode transformar-se em R$ 35 112,26, considerando um período de aplicação de sete meses? Dados: C = 13 200, M = 35 112,26, n = 7, i = ? Exemplos 1.8 Exemplos para encontrar a taxa M = C (1 + i)n 35 112,26 = 13 200 (1 + i)7 13 200 (1 + i)7 = 35 112,26 (1 + i)7 = 35 112,26 13 200 1 + i = 2,66 7 C= 𝑀 1 : i 𝑛 C= 17 408,94 1 : 0,01 6 C= 17 408,94 1 ,01 6 C = 𝑀 1 : i𝑛 C= 4 058 1 : 0,03 5 C= 4 058 1 ,03 5 C= 17 408,94 1,061520 C = 16 400,01 C= 4 058 1,159274 C = 3 500,47 i = 1,149 – 1 i = 0,149 i = 0,15 = 15% a.m. 5 Prof.ª. Clean Maria Reis Lourenço – Graduada em Licenciatura em Matemática – Fundação Universidade do Tocantins, Licenciatura em Computação – UFRPE e Especialista em Mídias na Educação UFT. A que taxa de juros um capital de R$ 2000,00 obtém um rendimento R$ 280,00, em dois meses? Dados: C = 2000, J= 280, M = 2000+280= 2280, n =2, i = ? Exemplos 1.9 Um capital de R$ 51 879,31 aplicado por seis meses resultou em R$ 120 000,00. Qual a taxa efetiva ganha? Dados: C = 51 879,31 , M = 120 000, n =6 meses, i = ? Exemplos 1.10 Em que prazo um empréstimo de R$ 35.000,00 pode ser pago pela quantia de R$ 47.900,00, se a taxa de juros compostos cobrada for de 4% a.m.? Dados: C = 35 0000 , M = 47 900, i = 4%a.m. = 0,04a.m. , n =? Portanto, o empréstimo pode ser pago em 8 meses Exemplos para encontrar o tempo M = C (1 + i)n 2280 = 2000 (1 + i)2 2000 (1 + i)2 = 2 280 (1 + i)7 = 2280 2000 1 + i = 1,14 ⬚ M = C (1 + i)n 120 000 = 51 879,31 (1 + i)6 51 879,31 (1 + i)2 = 120 000 (1 + i)6 = 120 000 51 879,31 1 + i = 2,3130 6 i = 1,0677 – 1 i = 0,0677 i = 6,77 = 6,77% a.m. i = 1,15 – 1 i = 0,15 i = 15 = 15% a.m. 6 M = C (1 + i)n 47 900 = 35 000 (1 +0,04)n 35 000 (1 + 0,04)n = 47 900 (1,04)n = 47 900 35 000 (1,04)n =1,3685 n = log 1,3685 log 1,04 n = 0,3137 0,0392 n = 8 Prof.ª. Clean Maria Reis Lourenço – Graduada em Licenciatura em Matemática – Fundação Universidade do Tocantins, Licenciatura em Computação – UFRPE e Especialista em Mídias na Educação UFT. 3.3 Equivalência de capitais a juros compostos – Equação de Valor Dois capitais, com datas de vencimento determinadas, são equivalentes quando, levados para uma mesma data à mesma taxa de juros, tiverem valores iguais. O conceito de taxas equivalentes está, portanto, diretamente ligado ao regime de juros compostos. Exemplos 1.11 Calcular o valor presente(capital) do conjunto de capitais apresentado a seguir e verificar se a juros compostos de 10% eles são equivalentes. Solução: Dados: C1 = 2000, C2 = 2200, C3 = 2420, C4 =2662, i = 10%a.m. = 0,10a.m. 1 1 2 1 3 1 4 1 2000 1,10 2200 1,10 2420 1,10 2662 1,10 = 1 818,18 C = 1 818,18 x 4 = 7 272,72 Exemplos 1.11 Considere dois títulos: um de R$ 100.000,00 e outro de R$ 104.040,00, vencendo, respectivamente, em 2 e 4 meses. Com uma taxa de juros (composto) de 2% ao mês, verifique se, para a data atual, são valores equivalentes. 1 1 2 1 10000 1 0,02 2 104 040 1 0,02 4 Capital Mês de Vencimento R$ 2 000,00 1 R$ 2 200,00 2 R$ 2 420,00 3 R$ 2 662,00 4 7 Prof.ª. Clean Maria Reis Lourenço – Graduada em Licenciatura em Matemática – Fundação Universidade do Tocantins, Licenciatura em Computação – UFRPE e Especialista em Mídias na Educação UFT. 10000 1,02 104 040 1,02 10000 1,0404 104 040 1,0824 9611,87 9611,87 Portanto, são equivalentes. 3.4 Aplicações Com Períodos Fracionários No regime de capitalização composta, quando o período é fracionário podem ser usadas duas convenções: cálculo pela convenção linear e cálculo pela convenção exponencial. 3.4.1-Convenção Exponencial Neste caso, remunera-se a aplicação, com juros compostos, durante todo o período (inteiro + fração). O montante cresce segundo uma curva exponencial. Exemplos 1.12 O capital de R$ 12.000,00 foi aplicado a juros compostos, à taxa de 60% ao ano, capitalizada trimestralmente, pelo prazo de 8 meses. Determine o montante. Solução: C = R$ 12.000,00, i = 60% a.a., capitalizados trimestralmente = 15% a.t. n = 8 meses = 8 3 trimestres = 2,666667 trimestres, M = ? 3.4.2- Convenção linear Neste caso, a parte inteira do período é remunerada a juros compostos. O montante assim obtido é, então, remunerado a juros simples, no período correspondente à parte fracionária. Exemplos 1.13 8 M= C ( 1 + i ) n M= 12.000 ( 1 + 0,15 )2,666667 M = 12.000 x 1,451647 M = R$ 17.419,76 Prof.ª. Clean Maria Reis Lourenço – Graduada em Licenciatura em Matemática – Fundação Universidade do Tocantins, Licenciatura em Computação – UFRPE e Especialista em Mídias na Educação UFT. O capital de R$ 12.000,00 foi aplicado a juros compostos à taxa de 60% ao ano, capitalizada trimestralmente, durante 8 meses. Determine o montante. Solução: C = R$ 12.000,00, i = 60% a.a., capitalizados trimestralmente = 15% a.t. n = 8 meses = 8 3 trimestres = 2,666667 trimestres, M = ? Observação: O montante obtido através da convenção linear é sempre um pouquinho maior que o montante obtido pela convenção exponencial TEMA: JUROS COMPOSTOS Calcular o montante 1 - O montante produzido por R$ 10 mil aplicados a juros simples, à taxa de 1% ao mês, durante seis meses, é igual a: R$ 10.000,60 R$ 10.006,00 R$ 10.060,00 R$ 11.600,00 R$ 10.600,00 02 - O montante produzido por R$ 10 mil aplicados a juros simples, à taxa de 1% ao bimestre, durante seis meses, é igual a: a) R$ 10.000,30 b) R$ 10.003,00 c) R$ 10.030,00 d) R$ 10.300,00 e) R$ 11.300,00 Atividade de aprendizagem 9 M = C( 1 + i ) n x (1 + i x 𝑝 𝑞 ) M = 12.000 (1 + 0,15 )2 x (1 + 0,15 x 0,666667 ) M = R$ 17.457,00 Prof.ª. Clean Maria Reis Lourenço – Graduada em Licenciatura em Matemática – Fundação Universidade do Tocantins, Licenciatura em Computação – UFRPE e Especialista em Mídias na Educação UFT. 03 - [ESAF] A aplicação de um capital de R$ 10.000,00 no regime de juros compostos, pelo período de três meses, a uma taxa de 10% ao mês, resulta, no final do 3º mês, num montante acumulado. a) R$ 3.000,00 b) R$ 13.000,00 c) inferior a R$ 13.000,00 d) superior a R$ 13.000,00 e) menor do que aquele que seria obtido pelo regime de juros simples 04 - [Cesp-UnB, CEF Gerente Júnior 2004 (nível superior)] Um capital de R$ 2.000,00 foi aplicado à taxa de 3% a.m. por 60 dias e, o de R$ 1.200,00, à taxa de 2% a.m. por 30 dias. Se a aplicação foi a juros compostos: a) o montante total recebido foi de R$ 3.308,48. b) o montante total recebido foi de R$ 3.361,92. c) o montante total recebido foi de R$ 4.135,64. d) a diferença positiva entre os montantes recebidos foi de R$ 897,80. e) a diferença positiva entre os montantes recebidos foi de R$ 935,86. Calcular a taxa 05 - Um empréstimo de R$ 10 mil foi quitado, dois meses depois, por R$ 10.400,00. Considerando o regime de juros simples, qual a taxa de juros mensais desta operação? a) 1% ao mês. b) 2% ao mês. c) 3% ao mês. d) 4% ao mês. e) 5% ao mês. 06 - Um empréstimo de R$ 10 mil foi quitado, dois meses depois, por R$ 10.609,00. Considerando o regime de juros compostos, qual a taxa de juros mensais desta operação? 10 0 Prof.ª. Clean MariaReis Lourenço – Graduada em Licenciatura em Matemática – Fundação Universidade do Tocantins, Licenciatura em Computação – UFRPE e Especialista em Mídias na Educação UFT. a) 1% ao mês. b) 2% ao mês. c) 3% ao mês. d) 4% ao mês. e) 5% ao mês. Calcular o capital 07 - Um capital de R$ 6.000,00 foi aplicado a juros compostos durante três meses à taxa de 2% a.m. a) Qual o Montante? b) Qual o Total de Juros auferidos? 08 - Que capital aplicado a juros compostos à taxa de 2,5% a.m., produz um montante de R$3.500,00 após um ano? 09 - Qual o capital que, aplicado a juros compostos, durante nove anos, à taxa de 10% a.a., produz um montante de $ 175.000,00? Convenção linear e convenção exponencial 10 - Um capital de R$ 60.000,00 é emprestado à taxa de juros compostos de 86% ao ano, por 5 anos e 4 meses. Tendo por base a capitalização anual, qual será o valor futuro: a) por convenção linear; b) por convenção exponencial? Bibliografia Básica SAMANEZ, Carlos Patrício. Matemática Financeira: Aplicações à Análise de Investimentos. São Paulo: Prentice Hall, 2002. Bibliografia Complementar CRESPO, Antônio Arnot. Matemática Comercial e Financeira Fácil. São Paulo: Saraiva, 2001. 11
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