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UNIVERSIDADE PARANAENSE MANTENEDORA Associação Paranaense de Ensino e Cultura – APEC REITOR Carlos Eduardo Garcia Vice-Reitora Executiva Neiva Pavan Machado Garcia Vice-Reitor Chanceler Candido Garcia Diretorias Executivas de Gestão Administrativa Diretorias Executivas de Gestão Acadêmica Diretor Executivo de Gestão dos Assuntos Comunitários Cássio Eugênio Garcia Diretora Executiva de Gestão da Cultura e da Divulgação Institucional Cláudia Elaine Garcia Custódio Diretora Executiva de Gestão e Auditoria de Bens Materiais Permanentes e de Consumo Rosilamar de Paula Garcia Diretor Executivo de Gestão dos Recursos Financeiros Rui de Souza Martins Diretora Executiva de Gestão do Planejamento Acadêmico Sônia Regina da Costa Oliveira Diretor Executivo de Gestão das Relações Trabalhistas Jânio Tramontin Paganini Diretor Executivo de Gestão dos Assuntos Jurídicos Lino Massayuki Ito Diretora Executiva de Gestão do Ensino Superior Maria Regina Celi de Oliveira Diretor Executivo de Gestão da Pesquisa e da Pós-Graduação Evellyn Cláudia Wietzikoski Diretor Executivo de Gestão da Extensão Universitária Adriano Augusto Martins Diretor Executivo de Gestão da Dinâmica Universitária José de Oliveira Filho Diretorias dos Institutos Superiores das Ciências Diretora do Instituto Superior de Ciências Exatas, Agrárias, Tecnológicas e Geociências Giani Andréa Linde Colauto Diretora do Núcleo dos Institutos Superiores de Ciências Humanas, Linguística, Letras e Artes, Ciências Sociais Aplicadas e Educação Fernanda Garcia Velásquez Diretora do Instituto Superior de Ciências Biológicas, Médicas e da Saúde Irinéia Paulina Baretta Diretorias das Unidades Universitárias Diretor da Unidade de Umuarama – Sede Nílvio Ourives dos Santos Diretor da Unidade de Toledo Roberto Ferreira Niero Diretora da Unidade de Guaíra Sandra Regina de Souza Takahashi Diretora da Unidade de Paranavaí Edwirge Vieira Franco Diretor da Unidade de Cianorte José Aparecido de Souza Diretor da Unidade de Cascavel Gelson Luiz Uecker Diretor da Unidade de Francisco Beltrão Claudemir José de Souza SEMEAD – SECRETARIA ESPECIAL MULTICAMPI DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Secretário Executivo Carlos Eduardo Garcia Coordenação Geral de EAD Ana Cristina de Oliveira Cirino Codato Coordenador do Núcleo de Cursos Superiores nas Áreas de Educação, Linguística, Letras e Artes e Ciências Humanas Heiji Tanaka Coordenador do Núcleo de Cursos Superiores da Área de Ciências Sociais Aplicadas Evandro Mendes Aguiar Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca da UNIPAR Revisão de Normas Bibliográficas Inês Gemelli Diagramação e Capa Sandro Luciano Pavan * Material de uso exclusivo da Universidade Paranaense – UNIPAR com todos os direitos da edição a ela reservados. SUMÁRIO CÁLCULOS FINANCEIROS Apresentação ....................................................................................................................... 7 Introdução............................................................................................................................11 UNIDADE I: MATEMÁTICA ELEMENTAR ................................................... 13 Objetivos da Unidade ...................................................................................................... 13 Operações Matemáticas e Ordem de Resolução .................................................. 14 Operações com Sinais .................................................................................................... 16 Operações de Soma e Subtração ................................................................................ 18 Multiplicação de Frações ............................................................................................... 20 Divisão de Frações ........................................................................................................... 20 Outra Particularidade de Frações ............................................................................. 21 Razão e Proporção ........................................................................................................... 21 Regra de Três Simples e Composta ........................................................................... 25 Potenciação ......................................................................................................................... 32 Potência com Expoente Negativo .............................................................................. 35 Radiciação ............................................................................................................................ 35 Atividades ............................................................................................................................ 40 UNIDADE II: MATEMÁTICA ELEMENTAR, FLUXO DE CAIXA E JUROS SIMPLES ............................................................................................................ 43 Objetivos da Unidade ...................................................................................................... 43 Porcentagem ....................................................................................................................... 47 Fator de Aumento Sucessivo ....................................................................................... 49 Fator de Desconto Sucessivo ....................................................................................... 51 Aumento e Desconto Sucessivo .................................................................................. 51 Uso da Hp12c ..................................................................................................................... 52 Iniciando Seu Uso ............................................................................................................. 53 Tabela de Erros da Hp12c............................................................................................. 54 Cálculos Aritméticos ....................................................................................................... 54 Armazenamento e Recuperação de Memória Numérica ................................. 55 Funções de Percentagem .............................................................................................. 56 Funções Matemáticas ..................................................................................................... 57 Funções de Calendário ................................................................................................... 59 Fluxo de Caixa .................................................................................................................... 60 Diagrama de Fluxo de Caixa ......................................................................................... 61 Juros Simples ...................................................................................................................... 63 Capitalização Simples ..................................................................................................... 64 Equivalência de Taxas de Juros Simples ................................................................. 65 Cálculo do Montante e Capital .................................................................................... 67 Calculando Juros Simples na Hp12c ......................................................................... 69 Desconto Simples .............................................................................................................71 Desconto Simples para Série de Títulos de Mesmo Valor ............................... 74 Atividades ............................................................................................................................ 76 UNIDADE III: JUROS COMPOSTOS E O SISTEMA HAMBURGUÊS DE CÁLCULO ................................................................................................................... 79 Objetivos da Unidade ...................................................................................................... 79 Cálculo do Montante e Capital dos Juros Compostos ........................................ 81 Equivalência de Taxas Compostas ............................................................................ 85 Juros Compostos na Hp12c .......................................................................................... 87 Equivalência de Taxas Compostas na Hp12c ....................................................... 90 Programação da Hp12c para Conversão de Taxa de Juros Compostos ..... 90 Desconto Composto ......................................................................................................... 93 Sistema Hamburguês de Cálculo ................................................................................ 96 Atividades ......................................................................................................................... 100 UNIDADE IV: SÉRIES UNIFORMES E SISTEMAS DE AMORTIZAÇÃO .......................................................................................................... 103 Objetivos da Unidade ................................................................................................... 103 Fator de Acumulo de Capital (FAC) ....................................................................... 105 Fator de Formação de Capital (FFC) ..................................................................... 109 Fator de Valor Atual (FVA) ........................................................................................ 111 Fator de Recuperação de Capital (FRC) ............................................................... 114 Sistema de Amortização Francês ............................................................................ 117 Sistema de Amortização Constante (SAC) .......................................................... 127 Valor Presente Líquido (VPL) .................................................................................. 131 Taxa Interna de Retorno (TIR) ................................................................................ 135 Atividades ......................................................................................................................... 139 Respostas das Atividades ........................................................................................... 141 Referências ....................................................................................................................... 145 Apresentação Diante dos novos desafios trazidos pelo mundo contemporâneo e o surgimento de um novo paradigma educacional frente às Tecnologias de Informação e Comunicação disponíveis que favorecem a construção do conhecimento, a revolução educacional está entre os mais pungentes, levando as universidades a assumirem a sua missão como instituição formadora, com competência e comprometimento, optando por uma gestão mais aberta e flexível, democratizando o conhecimento científico e tecnológico, através da Educação a Distância. Sendo assim, a Universidade Paranaense - UNIPAR - atenta a este novo cenário e buscando formar profissionais cada vez mais preparados, autônomos, criativos, responsáveis, críticos e comprometidos com a formação de uma sociedade mais democrática, vem oferecer-lhe o Ensino a Distância, como uma opção dinâmica e acessível estimulando o processo de autoaprendizagem. Como parte deste processo e dos recursos didático-pedagógicos do programa da Educação a Distância oferecida por esta universidade, este Guia Didático tem como objetivo oferecer a você, acadêmico(a), meios para que, através do autoestudo, possa construir o conhecimento e, ao mesmo tempo, refletir sobre a importância dele em sua formação profissional. Seja bem-vindo(a) ao Programa de Educação a Distância da UNIPAR. Carlos Eduardo Garcia Reitor Seja bem-vindo caro(a) acadêmico(a), Os cursos e/ou programas da UNIPAR, ofertados na modalidade de educação a distância, são compostos de atividades de autoestudo, atividades de tutoria e atividades presenciais obrigatórias, os quais individualmente e no conjunto são planejados e organizados de forma a garantir a interatividade e o alcance dos objetivos pedagógicos estabelecidos em seus respectivos projetos. As atividades de autoestudo, de caráter individual, compreendem o cumprimento das atividades propostas pelo professor e pelo tutor mediador, a partir de métodos e práticas de ensino-aprendizagem que incorporem a mediação de recursos didáticos organizados em diferentes suportes de informação e comunicação. As atividades de tutoria, também de caráter individual, compreendem atividades de comunicação pessoal entre você e o tutor mediador, que está apto a: esclarecer as dúvidas que, no decorrer deste estudo, venham a surgir; trocar informações sobre assuntos concernentes à disciplina; auxiliá-lo na execução das atividades propostas no material didático, conforme calendário estabelecido, enfim, acompanhá-lo e orientá-lo no que for necessário. As atividades presenciais, de âmbito coletivo para toda a turma, destinam-se obrigatoriamente à realização das avaliações oficiais e outras atividades, conforme dispuser o plano de ensino da disciplina. Neste contexto, este Guia Didático foi produzido a partir do esforço coletivo de uma equipe de profissionais multidisciplinares totalmente integrados que se preocupa com a construção do seu conhecimento, independente da distância geográfica que você se encontra. O Programa de Educação a Distância adotado pela UNIPAR prioriza a interatividade, e respeita a sua autonomia, assegurando que o conhecimento ora disponibilizado seja construído e apropriado de forma que, progressivamente, novos comportamentos, novas atitudes e novos valores sejam desenvolvidos por você. A interatividade será vivenciada principalmente no ambiente virtual de aprendizagem – AVA, nele serão disponibilizados os materiais de autoestudo e as atividades de tutoria que possibilitarão o desenvolvimento de competências necessárias para que você se aproprie do conhecimento. Recomendo que durante a realização de seu curso, você explore os textos sugeridos e as indicações de leituras, resolva às atividades propostas e participe dos fóruns de discussão, considerando que estas atividades são fundamentais para o sucesso da sua aprendizagem. Bons estudos! e-@braços. Ana Cristina de Oliveira Cirino Codato Coordenadora Geral da EAD Caro(a) acadêmico(a), Este Guia Didático é composto de informações e exercícios de análise, interpretação e compreensão dos conteúdos programáticos da disciplina de Cálculos Financeiros do Curso de Graduação em que você se encontra matriculado. O Guia Didático foi elaborado por um Professor Conteudista, embasado no plano de ensino da disciplina, conforme os critérios estabelecidos no Projeto Pedagógico do Curso. Abaixo, apresentamos, resumidamente, o currículo do Professor Conteudista responsável pela elaboração deste material: Disciplina: Cálculos Financeiros Autor: Evandro Mendes de Aguiar Pós-graduado em Gestão Estratégica deNegócios, pela Universidade Anhanguera- UNIDERP (2012); graduado em Tecnologia em Gestão Comercial e Rep. Comerciais, pela Universidade Paranaense (2007); graduado em Ciência da Computação, pela Universidade Paranaense (2000). Coordenador do Núcleo EAD de Cursos de Ciências Sociais Aplicadas da Unipar; Professor de Cálculos Financeiros na Universidade Paranaense, nos cursos de Administração (Bacharelado Presencial), Administração (Bacharelado EAD), Gestão Comercial (Presencial), Gestão Comercial (EAD) e Gestão Financeira (EAD); sócio consultor da ATTA Consultores Associados Ltda; consultor credenciado SEBRAE-PR em Marketing e Vendas. Além do professor conteudista, existe uma equipe de professores e tutores mediadores devidamente preparados para acompanhá-lo e auxiliá-lo, de forma colaborativa, na construção de seu conhecimento. Bons momentos de estudos! e-@braços. Evandro Mendes Aguiar Coordenador do Núcleo de Cursos Superiores da Área de Ciências Sociais Aplicadas INTRODUÇÃO Caro aluno, olá, seja bem vindo à disciplina de Cálculos Financeiros. O presente material foi criado com o objetivo de conduzir e auxiliá-lo nos estudos na área de Cálculos Financeiros, alguns chamam esta disciplina também de “matemática financeira”, isso é apenas uma nomenclatura. Não se prenda apenas ao estudo deste material, como todo conteúdo de matemática, você deve exercitar muito, como fazê-lo? Simples, resolvendo o maior número de exercícios que puder, pois, cálculos necessitam de prática. Vale lembrar que a ação de resolver exercícios, para muitos, é feita de maneira errônea, ou seja, resolvem “copiando” os exercícios. Isso está errado! Os exercícios devem sempre ser resolvidos apurando seus conhecimentos, portanto, pesquise antes, resolva depois, evite aquela “olhadinha na cola”, é imprescindível saber até onde chega seus conhecimentos e habilidades, pois desta forma poderá focar melhor nas dificuldades e obter melhores resultados. Muitos insistem em dizer que matemática é coisa de outro planeta, mas garanto, não é! Seu sucesso depende de sua dedicação em estudar, pesquisar e resolver os exercícios. Seguindo essas dicas, você não só aprenderá melhor, como também desmistificará todo o suspense e chegará a conclusão que no fundo não há segredos, apenas sua dedicação. Então venha logo, vamos aprender um pouco sobre o mundo dos números! UNIDADE I: MATEMA TICA ELEMENTAR OBJETIVOS DA UNIDADE Caro aluno, esta etapa ajudará você a recordar alguns assuntos da matemática básica ou elementar, desta forma iremos relembrar operações já vistas no passado, não crie barreiras à matemática, poderá ser mais fácil do que imagina. Tudo gira a favor do exercício, muito treino, que o levará a compreender questões e raciocínios lógicos. Nessa unidade em especial você verá: Operações matemáticas; A tão famosa razão e proporção, abrangendo regra de três; Potenciação e suas propriedades; Radiciação e suas propriedades; Equações Exponenciais. Ao término desta Unidade, os estudos, atividades e exercícios o capacitarão a resolver questões já estudadas no passado. As operações matemáticas serão explanadas apenas para reforço do assunto, o estudo da razão e proporção servem para noções de proporção, muito útil não só em cálculos financeiros, mas também em outras disciplinas que verá ao longo de seus estudos. Já potenciação, radiciação e as equações exponenciais, são úteis para o entendimento e resolução de questões de cálculo financeiro que envolvam o estudo dos juros compostos. DICA! Se tiver a oportunidade de adquirir uma calculadora financeira, a HP12c®, faça, pois é de grande valia para seus estudos, e quanto mais cedo aprender a trabalhar com sua metodologia, melhor será a absorção da lógica de trabalho, caso não possa ou não tenha o interesse em comprá-la, você pode usar os chamados emuladores, disponíveis para smartphones e computadores. Mas devo avisar, não são todos 100%, por isso, use apenas os indicados no material, são muitos os oferecidos sem qualquer custo. Porém, não há confiabilidade nos resultados, e na dúvida, pergunte! Você poderá encontrar um emulador on-line para computador no endereço: http://www.epx.com.br/ctb/hp12c.php. OPERAÇÕES MATEMÁTICAS E ORDEM DE RESOLUÇÃO Lembrar das operações matemáticas é realmente muito simples, relembrando aquelas pequenas contas que fazíamos na escola, lembrou-se? São elas: Soma; Subtração; Divisão; e Multiplicação. Com essas quatro operações, podemos criar as expressões numéricas, ou até mesmo simples operações combinando-as. Desta forma eu pergunto, qual é o resultado de: 2 + 2 × 3? Pense antes de olhar qualquer resposta. A experiência de sala de aula que tenho me diz que muitos irão responder 12, uns poucos, acredito, que se estivéssemos numa sala, diria 8. Então pergunto: é 12 ou 8? Consegue justificar sua resposta? O que muitos acabam se esquecendo e cometendo o erro de responder 12, está no fato que não colocaram em prática o conceito de ordem das operações, isso mesmo “ordem das operações”, as pessoas sempre se esquecem disso, e se você se esqueceu tudo bem, venha, vou te ajudar a resgatar essas regras. Bom, se respondeu 8, começou bem, parabéns, então vamos justificar a resposta: as operações demandam uma ordem para serem resolvidas, nesse caso, a expressão proposta é composta com duas operações diferentes, a soma e a multiplicação. Na matemática aprendemos que as expressões numéricas devem ser resolvidas da esquerda para a direita. Porém, no exemplo, a multiplicação tem prioridade sobre a soma, logo devemos primeiro multiplicar para depois somar. Mas por que? Simples, digamos que a multiplicação e a divisão possui prioridade 1, a soma e a subtração por sua vez, possui prioridade 2. Desta forma, você obrigatoriamente resolver multiplicação e depois a soma. Então se pergunta: por que estou vendo algo tão simples, acredite, muitos erram isso! Ótimo e se tivermos as operações concorrentes iguais numa expressão numérica? Por exemplo: 4 ÷ 2 × 3. Essas possuem a mesma prioridade, tente visualizar uma escada, a soma e a subtração estão no mesmo degrau, já a multiplicação e divisão num mesmo, mas acima. Já que ambas estão no mesmo degrau de escada nesse novo exemplo, deve-se resolver com o método de leitura e solução da esquerda para direita, obtendo assim como resposta: 6. É comum, encontrarmos nas expressões numéricas o uso de parênteses “( )”, colchetes “[ ]” e chaves “{ }”, a finalidade desses sinais é organizar as expressões numéricas, e são usados para dar prioridade ou preferência para alguma operação. Quando encontrados esses símbolos, a ordem de solução é 1º: parênteses, 2º: o colchete e em 3º e último lugar, as chaves. Podendo também ocorrer o aparecimento apenas dos parênteses, desta forma, você deve observar o parênteses mais interno, e então, resolver a expressão de “dentro para fora”. Quanto mais interno for o parênteses, maior será sua prioridade para solução. Desta forma, se aplicarmos o uso do parênteses no nosso primeiro exemplo, o 2 + 2 × 3, acrescentando o parênteses para a soma, ficando então (2 + 2) × 3, agora sim poderá responder que o resultado é 12, resolvendo o que há dentro do parênteses para em seguida multiplicar. DICA! Para agilizar a resolução de expressões, procure sempre eliminar o que há dentro dos parênteses, depois de resolver essa etapa que você irá se preocupar com o que está fora. OPERAÇÕES COM SINAIS As operações com sinais, podemos dizer que são aquelasque os números possuem a indicação de números positivos (+), este que normalmente não apresenta o sinal, e os números negativos (-), representados com o sinal de menos antecedendo o algarismo. Ao realizar a solução de problemas matemáticos envolvendo sinais de conotação positiva ou negativa, você deverá prestar muita atenção com o chamado “jogo de sinais”, você lembra? Não se preocupe, vou recapitular a seguir. Para os casos de operações de soma ou subtração você utilizará a seguinte regra: (+) (+) = você irá somar (+); (+) (-) = você irá subtrair (-); (-) (+) = você irá subtrair (-); e (-) (-) = você irá somar (+), mas o resultado é negativo! Para não esquecer mais esse jogo de sinais, vou dar um exemplo bastante corriqueiro nos dias atuais, veja, suponhamos que você tenha uma conta bancária com R$ 1.000,00 de saldo positivo, também chamado de saldo credor, se você depositar R$ 200,00, como ficará seu saldo no banco? Muito simples como temos dois valores positivos, seu saldo será de R$ 1.200,00. Agora, para exemplificar com operações com sinais negativos, imagina esse mesma conta corrente bancária com o saldo de R$ 1.000,00 positivos, saldo credor, você então realiza um saque no caixa da agência bancária no valor de R$ 800,00, veja bem, você está sacando dinheiro, portanto é uma operação que irá subtrair, desta forma R$ 1.000,00 – R$ 800,00 = R$ 200,00. Legal, mas imagine agora, realizando um segundo saque, no valor de R$ 300,00, como ficará seu saldo bancário? Claro, devedor, isso mesmo, você está com saldo negativo de R$ 100,00, que pode ser representado da seguinte forma: R$ –100,00. Mas vou mais longe agora, caso você efetue um terceiro saque no valor de R$ 400,00, se representarmos matematicamente essa operação temos: –100,00 – 400,00, isso significa que (–) com (–), somamos! Então o saldo final será de R$ – 500,00. Viu como o saldo devedor aumentou, perfeito, foi somado o saldo devedor anterior ao novo saque realizado. Bom, espero ter deixado claro essas operações, se persistirem as dúvidas, fale com o tutor, não deixe dúvidas para adiante, dúvidas são como bolas de neve no alto da montanha, se não a resolvermos no início, à medida que desce, aumenta de tamanho se tornando mais difícil de ser solucionado! Ótimo, você relembrou as operações com sinais para soma e subtração, mas também temos para a multiplicação e divisão, não é diferente, mas vale rever os procedimentos: (+) × (+) = + (+) × (–) = – (–) × (+) = – (–) × (–) = + Não esqueça que na divisão serão os mesmos resultados, quando realizar uma divisão entre números com sinais diferentes, enxergue a divisão de sinais como se fosse uma multiplicação. OPERAÇÕES COM FRAÇÕES O próximo passo é uma ênfase nas frações, lembra-se delas? Miranda (s.d.) explica a fração como sendo “a representação da parte de um todo”, são os números fracionários que conhecemos, uma maneira simples de compreender a fração é usar o exemplo da pizza ou um bolo se preferir, ao cortarmos a exatamente no meio, pode-se assim dizer que cada parte corresponde a ½, cortando em quatro partes, cada parte desta é então chamada de ¼. De modo simples, posso dizer que uma fração, de modo genérico, pode ser representada como , onde é o nosso numerador e corresponde ao denominador. IMPORTANTE! Não esqueça que numa fração, temos uma divisão, e não existe divisão por 0 (zero), logo em nossa fração , deve ser ≠ (diferente) de 0 (zero). Operações de soma e subtração Para as operações de soma ou subtração utilizando frações você sempre deverá usar o MMC (Mínimo Múltiplo Comum), isto mesmo o velho MMC, caso não se recorde, não se preocupe, irei recapitular esse assunto. Para tal, vamos a um exemplo prático, vamos fazer a seguinte operação: Para iniciarmos o processo de resolução, nosso 1º passo é o MMC com todos os denominadores das frações, logo temos: 2, 3, 3, 4 1, 3, 3, 2 1, 3, 3, 1 1, 1, 1, 1 2 2 3 = 2 × 2 × 3 = 12 Veja que sempre usará o menor divisor primeiro, no nosso caso, o menor divisor comum para o MMC foi o 2, desta forma dividimos apenas aqueles que são múltiplos de 2, na linha seguinte perceba que foi necessário a utilização do 2, afim de transformarmos todos os múltiplos de 2 por meio de divisão até que o resultado seja “1”, na etapa seguinte utilizamos o 3, esse que é o próximo “menor” divisor para múltiplos de 3, restando apenas como resposta no lado esquerdo o “1, 1, 1, 1”, para finalizar multiplicamos a sequência de múltiplos utilizados (lado direto), portanto 2 × 2 × 3 = 12, conclui-se que o MMC é 12, agora vamos ao nosso próximo passo: Você deve estar se perguntando como fiz isso, vou explicar, o 12 que acabamos de encontrar no MMC deve ser “dividido” pelos denominadores das frações da expressão, ou seja, temos: 12 ÷ 2, 12 ÷ 3, 12 ÷ 4 e 12 ÷ 3 novamente, os resultados dessa divisão deve então ser multiplicado pelo numerador da fração, respectivamente temos: 6 × 1, 4 × 1, 3 × 1 e 4 × 2. Como resposta obtém-se: 6, 1, 3 e 8. O que deve ser observado agora é a utilização dos sinais originais da expressão, são eles o (+) e o (–). No último passo resolva a expressão localizada apenas no numerador: Lemos então “5 sobre 12 avos”! IMPORTANTE! Os denominadores sempre maiores que 10 utiliza-se a palavra “avos” no final, mas isso é apenas para a leitura. POR QUE SE USA A TERMINAÇÃO "AVOS" NAS FRAÇÕES? Utiliza-se "avos" quando o denominador de uma fração é maior do que dez - como 1/12 (que se lê "um doze avos"). O termo tem origem em octavus (em latim, "oitavo"), que passou a ser escrito oit'avos (aí sim para representar uma fração). Desde então, a terminação "avos" passou a ter o uso atual. Essa variação entre palavras, com perda de letras e eventual mudança de sentido, é chamada de falsa segmentação - como ocorreu entre descendere (em latim, que significava descer) para scendere (em italiano, com o mesmo significado). Fonte: Revista Nova Escola (2012) Multiplicação de frações O caso de temos multiplicações entre frações para ser solucionado, é bem mais simples, para isso basta realizarmos a simples multiplicação “direta”, veja o exemplo: Isso mesmo, realizei a multiplicação direta, 1 × 7 e 5 × 3, por sua vez totalizando 7 sobre 15 avos. Divisão de frações Na divisão de frações, existem métodos diferentes usados pelas pessoas, particularmente eu utilizo o seguinte: conservo o primeiro e inverto o segundo transformando numa multiplicação. Vejamos como isso acontece: Veja que temos então dois terços divididos por três quintos, a primeira fração foi conservada, invertendo a segunda fração, os três quintos viraram cinco terços, desta forma, sendo então realizada a simples multiplicação, resultado por sua vez em dez sextos, o que fiz na sequência foi o que chamamos de simplificação de frações, mas o que é isso? É simples aluno, observe que tanto o 10 quanto o 6 são múltiplos de 2, logo simplifiquei dividindo por 2, por isso a resposta final é cinco terços, mas é apenas uma mera coincidência com os cinco terços na expressão. A divisão de fração também por ser representada como: Isso não muda nada, é apenas uma forma de representação, continuamos com a mesma divisão e o mesmo método de resolver.Outra particularidade de frações Agora que você já reviu as operações com frações, quero abrir aqui um parênteses sobre uma particularidade das frações, na verdade apenas relembrar uma situação que poderá ocorrer, e qual seria essa? Vamos para o exemplo: O 2 é um número inteiro, não está representado no formato de fração, porém para esses casos, e isso é uma regra importante, você irá considerar o denominador para o 2 sendo 1, logo aplicando essa regra terá: Conclusão, sempre que encontrar números inteiros em operações com frações, considere 1 no denominador. RAZÃO E PROPORÇÃO Razão Podemos dizer que a razão é uma forma de comparar duas grandezas, mas para isso as duas devem estar na mesma unidade de medida, sempre uso um exemplo onde acredito que não irá se esquecer: como é possível somarmos 2 kg de carne com 10 km? Consegue resolver isso? Obviamente que não, é uma operação impossível por se tratar de unidades de medida diferentes uma da outra, só podemos somar peso com peso e distância com distância, e não peso com distância, espero que tenha ficado claro o exemplo. A razão entre dois números, representados por e , é obtida pela divisão de por , temos então : , ou simplesmente , logo a razão de 12 : 4 é 3. Numa razão, seguindo a representação utilizada de e , temos que chama-se antecedente e de consequente. Proporção A proporção nada mais é do que uma igualdade de razões, mas não é simplesmente igualar duas razões e já consideramos isso como uma proporção. Para ser considerada uma proporção, essa igualdade de razões deve atender um quesito, chamado de propriedade fundamental da proporção, tal propriedade diz que o produto dos meios deve ser igual ao produto dos extremos, se isso for verdade, então temos uma proporção. Observe a prática: 5 : 8 = 10 : 16 Meios Extremos Qual multiplicamos os meios, 8 × 10, e multiplicamos os extremos, 5 × 16, obtemos o mesmo resultado, ou seja, 80. Havendo igualdade entre os produtos temos uma proporção. Na proporção existem cinco propriedades, porém você irá apenas rever duas propriedades, a propriedade da soma e a da diferença, para o seu estudo nesta disciplina se faz necessário apenas essas descritas. 1ª Propriedade: soma Numa proporção, a soma dos dois primeiros termos está para o 2º (ou 1º) termo, assim como a soma dos dois últimos está para o 4º (ou 3º). Fonte: Só Matemática (s.d.). Podemos representar essa propriedade por intermédio da seguinte expressão: Vamos para um exemplo prático, como aplicar a propriedade da soma em proporções. Exemplo 1: Determine e na proporção , sabendo que + = 84. Aplicando a propriedade, temos: Ótimo, agora que conhecemos o valor de , basta então substituir na equação conhecida de + = 84, portanto: 2ª Propriedade: diferença Numa proporção, a diferença dos dois primeiros termos está para o 2º (ou 1º) termo, assim como a diferença dos dois últimos está para o 4º (ou 3º). Fonte: Só Matemática (s.d.). Podemos representar essa propriedade por intermédio da seguinte expressão: Não há praticamente diferenças quanto ao modo de resolver a propriedade da “diferença”, o método é igual, fica apenas a operação sendo uma subtração, mesmo assim vou exemplificar. Exemplo 1: Sabendo-se que – = 18, determine e na proporção . Partindo do mesmo raciocínio, pode-se solucionar da seguinte forma: Tomando conhecimento do valor de , será possível realizar a substituição do valor na equação conhecida de – = 18, desta forma têm-se: REGRA DE TRÊS SIMPLES E COMPOSTA Agora que já reviu os conceitos básicos de razão e proporção, iremos aprofundar um pouco mais nesse assunto, o objetivo agora é relembrar ou até mesmo reforçar os conceitos inseridos quando estudou regra de três simples e composta. Apesar de cálculos extremamente simples, a regra de três se mostra muito útil no dia a dia, pois seus conceitos podem ser utilizado para cálculos de proporção na distribuição de determinada porção, encontrar o que chamamos de “equivalente”. Minha primeira abordagem será sobre a regra de três simples. Regra de três simples Bom, para iniciarmos, vale lembrar que o estudo das proporções está sobre a relação entre grandezas, ou seja, para um melhor entendimento quero lembrar-lhe do exemplo que usei no início do conteúdo de “Razão”, como pode ser possível operar a soma de uma distância a um peso. Como vimos isso não é possível! Logo, você deve entender que sempre deverá trabalhar com unidades de grandezas iguais, se trabalhar com distância, usará unidades de medida de distância de mesma proporção, se for de peso ou massa, fará a mesma coisa. IMPORTANTE! Nunca use grandezas diferentes, chamadas incompatíveis, isso irá prejudicar seus cálculos e comprometer totalmente o resultado, procure sempre criar uma relação entre as proporções para saber se é possível opera-las. UM POUCO DE HISTÓRIA O conhecimento e a utilização de conceitos semelhantes à regra de três são muito antigos, tendo sua provável origem na China antiga, podendo ser observados em tempos muito distantes. Vários problemas envolvendo manipulações muito próximas do que hoje conhecemos como regra de três podem ser vistos no Papiro Rhind, documento confeccionado no Egito há cerca de 3000 anos. Mais recente que o Papiro Rhind, o livro Liber Abaci do matemático italiano Leonardo Fibonacci (1175-1250) revela vários problemas envolvendo a regra de três. Apesar de sua criação ser tão remota, as aplicações relativas à regra de três são as mais variadas. Tratando da matemática utilitária, podemos dizer que a regra de três é primordial a nossa vida, pois soluciona questões corriqueiras com muita simplicidade e economia de tempo. Fonte: Sá (s.d.). Quando se trabalha com regra de três, na verdade estamos igualando duas, nos casos de regra de três simples, ou mais razões, para os casos de regra de três composta. Essa igualdade pode ser considerada diretamente proporcional ou inversamente proporcional, mas como identificar sua característica? Identificar se é inversamente ou diretamente proporcional é uma tarefa fácil, demandando apenas de atenção e um pouco de raciocínio lógico. De início entenda que uma grandeza diretamente proporcional é aquela que quando “aumentamos um lado” o outro aumenta também, seguindo uma proporção. Já uma grandeza inversamente proporcional é aquela que quando “aumentamos um lado” o outro tende a reduzir proporcionalmente, ou seja sempre que a razão “base” é alterada para mais, a outra razão da igualdade reduz. Não se preocupe, são conceitos que exercitando a prática irá conseguir sem problemas assimilar o assunto. Para um melhor entendimento da regra de três simples, vamos exemplificar com um problema. Exemplo 1: Quatro pedreiros constroem uma pequena casa em 90 dias. Dois pedreiros construirão a mesma casa em quanto tempo? Solução: veja que o exercício é bem simples e lógico, mas iremos começar porpráticas simples para uma boa assimilação do conteúdo, o primeiro passo é montar as razões e a igualdade das mesmas, lembrando que é muito importante você identificar as colunas que representam as razões de modo a localizar o alvo no exercício. Pedreiros Dias 4 90 2 x Segundo passo: na coluna onde se posiciona o da equação, você deverá colocar uma seta apontando para baixo, essa seta será nosso ponto de apoio nas comparações de grandezas direta ou inversamente proporcionais. Desta forma ficamos com: Pedreiros Dias 4 90 2 x No terceiro passo: você fará a comparação da outra coluna com a coluna de , isso vale tanto para a regra de três simples quanto para a composta, aqui a metodologia é igual, simplesmente teremos mais colunas que deverão ser comparadas com a coluna de . Mas como como comparar a coluna? A resposta é fácil, você deverá fazer a seguinte pergunta, e nesse momento esqueça a linha do 2 e do , pois se ficar olhando para elas será induzido ao erro, a pergunta é: se aumentarmos o número de dias, o que vai acontecer com o número de pedreiros? Há de concordar comigo que o número de pedreiros irá reduzir, mas como assim? Simples, veja que quando aumentamos o prazo de dias da obra, poderei então empregar menos pessoas para trabalhar, pois não necessitaremos de tantos trabalhando para a conclusão. Entendeu a questão? Bom, com essa resposta nota-se que sempre que aumentamos o número de dias, e a pergunta sempre será caso aumentarmos a coluna de , recomendo que não faça diferente, então aumentando os dias tenho menos pedreiros, podemos dizer que é inversamente proporcional, isso mesmo, sempre que aumentamos um lado o outro reduz, característica das grandezas inversamente proporcionais. Deste modo, recomendo que assinale com uma seta apontando para cima, por ser inversa. Temos: Pedreiros Dias 4 90 2 x Excelente, essas setas, são nossas referencias para apuração da proporção, já que temos uma grandeza inversa, devemos tomar um cuidado com a montagem da proporção, vamos ao nosso próximo passo. Quarto passo: As setas nos auxiliam na leitura, ditando o sentido que devemos ler a razão. Agora basta multiplicar cruzado para realização do cálculo e pronto, encontra-se o valor de . Vamos aos cálculos: Percebeu como é simples? Não há segredos, basta observar o sentido de leitura das setas para que saia a correta leitura da razão na grandeza, e lembre-se não tem qualquer relação do sentido da seta com os números que estão na coluna, muitos cometem o erro de achar que por estar aumentando de 2 para 4 na coluna de pedreiros, acabam acreditando que a seta indica o aumento da coluna, não há qualquer relação, no entanto você lembra que solicitei que não olhasse a linha do 2 e do ? Fez sentido a você? Espero ter ficado claro. Faço agora um segundo exemplo onde você verá uma grandeza diretamente proporcional, e já vou avisando, não muda muita coisa, apenas o sentido da leitura, no demais, permanecemos com a mesma metodologia. Exemplo 2: Um quilo (usarei “quilo” simplificadamente para representar quilograma (Kg)) de farinha de trigo é suficiente para fazer 12 pães. De quanta farinha necessito para fazer 18 pães? Nosso primeiro passo é montar as colunas posicionando o onde desejamos conhecer a resposta, temos: Quilos Pães 1 12 x 18 Simples não? Agora posicione a seta na coluna de . Kg Farinha Pães 1 12 x 18 A pergunta “mágica”: se aumentamos a farinha, o que acontece com o número de pães? Se sua resposta é: teremos mais pães, está correto! Portanto, a seta da coluna de pães apontará para baixo, então poderá surgir uma dúvida: mas se está aumentando o número de pães por que devo colocar a seta apontando para baixo? Fácil, a seta não diz se estão aumentando ou não a coluna de pães, está dizendo que sempre que aumentamos os quilos de farinha, teremos mais pães, uma relação aumenta-aumenta, ou seja, temos uma grandeza diretamente proporcional, posicionando a seta: Kg Farinha Pães 1 12 x 18 Vamos aos cálculos: Notou que em termos de cálculos não há diferenças, o cuidado a ser tomado é apenas no momento da construção da proporção, representada pela igualdade de razões. IMPORTANTE! Alguns autores usam as setas para referência do tipo de proporção, inversamente ou diretamente proporcionais, de maneira invertida, ou seja, a abordagem usada no material aponta o uso da seta inicial de referência (coluna de ) com seta apontada para baixo, fica a ressalta que alguns autores a utilizam incialmente para cima, mas apenas esse detalhe, a forma metodológica de descobrir o tipo da proporção é exatamente a mesma. Regra de três composta Chamamos de regra de três composta quando estivermos trabalhando com três ou mais grandezas, também podendo essas serem diretamente ou inversamente proporcionais, não necessariamente apenas um tipo no problema, podendo este apresentar as duas situações na mesma problemática. No que diz respeito à resolução, se faz como na regra de três simples, tendo apenas mais colunas a serem comparadas à coluna base (coluna de localização do ). Para deixar claro essa questão, vamos usar um exemplo. Exemplo 1: Se 8 homens levam 12 dias montando 16 máquinas, então, nas mesmas condições, 15 homens levarão quantos dias para montar 50 máquinas? Solução: No primeiro momento, iremos montar a estrutura das razões assim como construído na regra de três simples, a diferença aqui será uma coluna a mais. Qtde. de homens Dias Número de máquinas 8 12 16 15 x 50 Ótimo, agora no segundo passo, posicionar a seta para comparação das colunas, e esta será feita uma a uma com a coluna de “Dias”, pois na mesma encontra-se a nossa incógnita. Qtde. de homens Dias Número de máquinas 8 12 16 15 x 50 Lembre-se a pergunta será sempre do tipo, se aumentarmos o valor da coluna da incógnita, o que acontece com a coluna comparada? Essa é a chave de todo o exercício. Logo, aumentando os dias de montagem, o que acontece com a quantidade de homem necessários para o trabalho? Irá diminuir, pois entende-se que a existência de um prazo maior demandará de menos pessoas para concluir o trabalho. Qtde. de homens Dias Número de máquinas 8 12 16 15 x 50 A próxima pergunta, e sempre tratando as colunas separadas, é: se aumentarmos o números de dias, o que acontece com o número de máquinas montadas, aumentará ou montaremos menos máquinas? Se pensou em mais máquinas está correto, pois se aumentarmos o tempo de montagem, consequentemente aumentaremos o resultado, no caso aqui, o número de máquinas montadas. Logo: Qtde. de homens Dias Número de máquinas 8 12 16 15 x 50 Tem-se então duas grandezas, as setas indicarão o sentido da leitura das razões, mas aqui você encontrará uma diferença em relação à regra de três simples, está no fato de termos uma igualde onde o lado da incógnita continua com uma razão apenas, já o outro lado teremos duas razões, e poderá ocorrer, dependendo do exercício, mais razões. E como proceder? Muito simples, faremos uma multiplicação por entra as razões, desta forma o exercício montado será: Como a multiplicação de frações é direta, basta então multiplicar e apurar apenas uma simples razão na igualdade, desta forma, poderá prosseguir com a resolução.Portanto, serão necessários 20 dias para conseguir o objetivo de montagens das máquinas. Potenciação De um modo geral, Iezzi et al. (1985) caracteriza uma potência como sendo um número real e sendo um número do conjunto dos números naturais, formamos (lê-se: elevado a ), onde é a base e o expoente. Quando temos um número ou incógnita elevado a 2, dizemos que está elevado ao quadrado, quando encontrarmos um expoente 3, devemos ler elevado ao cubo. No demais as leituras se fazem de maneira comum, por exemplo: , dizemos 2 elevado à quarta potência ou simplesmente 2 elevado a 4. Mas o que realmente é uma potência, como resolver? Bem, vou ajuda-lo a lembrar esse conceito. Seguindo o exemplo dado acima, , podemos dizer que: Nada mais é que a base multiplicada por ela mesma o número de vezes ditado pelo expoente. Então temos que é igual a 16. A potenciação também tem suas propriedades, importante entendermos essas propriedades, pois nos serão muito úteis nos próximos assuntos. Existem também os chamados “macetes” para agilizar cálculos com potenciação, veremos ambos os casos. IMPORTANTE! Todo número elevado a 0 (zero) será igual a 1 (um), exemplo: = 1. Todo número elevado a 1 (um) será ele mesmo, exemplo: = 7. Vejamos agora alguns exemplos: 1º) 2º) 3º) 4º) 5º) ( ) 6º) ( ) 7º) ( ) Você deve estar se perguntado: por que no exemplo 4 e 5 os números negativos resultaram numa resposta negativa, sendo que o exemplo 6 resultou um número positivo? Essa pergunta é fácil de ser respondida, no caso do 4º exemplo, não há parênteses, logo a base submetida ao expoente será apenas o numeral. Mas no 5º exemplo, e agora vem aquele “macete” que havia citado acima, sempre que houver o parênteses e o sinal estiver contido no parênteses, este por sua vez também será submetido ao expoente, mas como nosso expoente é ímpar a resposta, nesse caso, sempre será negativa. No caso do 6º exemplo, existe o parênteses, então já é sabido que o sinal também deverá ser elevado ao expoente, e neste exemplo o nosso expoente é par, portanto a resposta sempre será positiva. Independentemente de qual seja a base, sendo o sinal negativo e contido no parênteses, observe se o expoente é par ou ímpar, se for par a resposta será positiva, sendo ímpar, o resultado sempre será negativo. Em nosso 7º exemplo, toda a fração deverá ser elevada ao expoente, e a regra do sinal negativo com expoente par ou ímpar também está valendo quando a fração contida no parêntese for negativa. 1ª Propriedade Quando existir uma multiplicação de bases idênticas, conservamos a base e somamos os expoentes. 2ª Propriedade Caso exista uma divisão de bases idênticas, conserve a base e subtraia os expoentes. 3ª Propriedade ( ) Numa multiplicação de bases diferentes, contidas num parênteses, é equivalente ao expoente ser aplicado a cada um dos fatores. Cada elemento dentro do parênteses deve ser elevado ao expoente. 4ª Propriedade ( ) Quando uma fração contida no parênteses for elevada a um expoente, toda a fração deve ser considerada. Tanto o numerado quando o denominador serão elevados. 5ª Propriedade ( ) Chamamos essa propriedade de “potência da potência”, neste caso a solução é simples, conservamos a base e multiplicamos os expoentes. Agora veja alguns exemplos para melhor fixação das propriedades: 1º) 2º) ( ) 3º) ( ) 4º) ( ) 5º) ( ) Potência com expoente negativo Podemos nos deparar com o chamado expoente negativo, sendo um número real e não nulo, ou seja, diferente de zero. A solução, como pode acompanhar é muito prática, sempre que ocorrer a existência de um expoente negativo, invertemos a fração, então surge a pergunta: mas não há fração para ? Existe sim, o fato é que para números inteiros, é considerado uma fração de sempre estar “sobre 1”. Para os casos de existir de fato uma fração, simplesmente faça a inversão, mas atenção, essa inversão não altera o sinal da base, apenas do expoente. Vejamos exemplos: 1º) ( ) ( ) 2º) Radiciação Radiciação nada mais é que o estudo das raízes, não pode ser dito apenas raiz quadrada até porque existem raízes de índices diferentes. Iezzi et al. (1985), considera que para ser uma raiz válida, sendo o radicando, deve ser . Então chamamos de radicando e o índice, e esse deve ser , temos √ . Exemplos: 1º) √ 2º) √ 3º) √ A verdade é que uma raiz é o contrário da potência, então se analisarmos o 1º exemplo, você notará que √ é igual a 2 porque . Números que são múltiplos são fáceis de calcular a raiz sem o uso de uma calculadora, o problema estão nos números que não possuem raiz exata, nesses casos, recomendo o uso de uma calculadora, seria até possível calcular manualmente, mas dado o trabalho e também não é nosso objetivo aqui, não abordaremos esse assunto, vou demonstrar apenas a metodologia para raízes exatas. Desta forma, aproveitando o 1º exemplo, como sei que 32 é ? Podemos fazer uma espécie de “decomposição” do número, quase um M.M.C. (Mínimo Múltiplo Comum), mas apenas para decompor, não iremos apurar o M.M.C. 32 2 16 2 8 2 4 2 2 2 1 Para uma melhor compreensão disso, é necessário o estudo das propriedades das raízes, então, mãos à obra! Propriedade das raízes: 1ª) √ 2ª) √ √ √ 3ª) √ √ √ 4ª) (√ ) √ 5ª) √√ √ Vamos usar a 1ª propriedade para resolver nossa √ , já é sabido que 32 = , então substituindo na raiz o 32 temos: √ Como 1 não chega a ser uma potência, a resposta é simplesmente 2, está aí o motivo da √ ser apenas 2, e isso vale para o cálculo de todas as raízes exatas, mas como saber se a raiz será ou não exata? Por tentativa e erro, como o tempo você acaba decorando algumas raízes não exatas. Veja mais um exemplo, quando é √ ? Fácil, você já irá responder que é 4, mas por que 4? Demonstrando: decompondo 16, temos , logo: √ IMPORTANTE! Toda raiz que não apresentar o índice, o mesmo é considerado 2 (quadrado), sendo chamada raiz quadrada. Agora veja outro exemplo interessante, calcule a √ , sabendo que a √ é aproximadamente 1,7321. Solução: decompondo 27 temos , como é: ou simplesmente , perceba que realizei uma decomposição do 27, e posicionei a decomposição de forma a ao menos ter um radicando com expoente igual e/ou divisível pelo índice da raiz. Mas por que desse operação? Vou te ajudar: √ √ √ √ √ Então você me pergunta, o que é isso? Vamos por partes, primeiro disse que decompus o número 27 de maneira a ter radicando elevado a um expoente divisível pelo índice da raiz, então, sempre que o expoente do radicando for igual ao índice da raiz, ambos são anulados, e se o valor da raiz quadrada de 3 é conhecido basta multiplicar. DICA! Quer tirar a prova? Simples, digite exatamente no Google®: raiz quadrada de 27, então pressione a tecla “ENTER” ou clique em pesquisar.Aparecerá a resposta 5.19615242271, arredondando para 4 casas temos 5,1962. Gostou? Saiba que o Google® realiza muito mais cálculos, inclusive até mesmo gráficos! Equações exponenciais Iezzi (1985, p. 34-B) define “equações exponenciais são equações com incógnitas no expoente”. Quer dizer, iremos trabalhar com uma literal no lugar da potência, e o mais comum é o uso de . As equações exponenciais combinam uma série de conhecimentos matemáticos, como potenciação principalmente, radiciação e muita equação com incógnita para ser resolvida. Não se assuste, apesar de possuírem uma “cara feia”, não merecem tanto medo desta forma. Para resolver uma equação exponencial trabalhamos com o conceito de base comum, ou seja, simplificamos ao máximo usando algumas propriedades já estudadas para igualarmos as bases, para finalmente “cortar” as bases e resolver a equação construída nos expoentes. Exemplo 1: Não tem segredo, fiz apenas a decomposição do 64, transformando em conforme já estudamos, então simplesmente cortamos a base (2), que por sua vez estão idênticas e trabalhamos finalmente com os expoentes. Exemplo 2: Nesse momento paramos e notamos que as bases são diferentes, claro, mas o 32 não se transforma em 8, pois a menor das potências seria que já daria 64, nem perto chegamos. Mas, percebeu que são múltiplos de 2? Isso mesmo, vamos transformar tudo isso em 2! ( ) ( ) Usei para separar os novos expoentes originados da decomposição do 8 e do 32, quero que essa separação seja nítida de modo a você entender o processo. Prosseguimos utilizando a propriedade da potência da potência, conservo a base e multiplico os expoentes: Exemplo 3: Parece um “monstro”, mas vai ver que é apenas um “gatinho”. Como sei que 0,04 é , simples, após a vírgula existem 2 casas, então basta juntar 1 com dois zeros pelas duas casas existentes, temos 100. ( ) ( ) ( ) Usei pura e simplesmente as propriedades que vimos, nada a mais, com exceção da dica do 0,04. Vamos para um último exemplo: Exemplo 4: (√ ) √ Num primeiro momento usei a propriedade da raiz, fiz a decomposição do 8, eliminei as bases, e o 3 que estava dividindo o passou para o outro lado multiplicando. ATIVIDADES 1) Utilizando o conceito de multiplicação cruzada da proporção, encontre o valor de nas proporções: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) 2) Calcule x e y na proporção , sabendo que x + y = 35. 3) Calcule x e y na proporção , sabendo que x – y = 25. 4) Com 10 kg de trigo podemos fabricar 7kg de farinha. Quantos quilogramas de trigo são necessários para fabricar 28 kg de farinha? 5) Uma fonte fornece 39 litros de água em 5 minutos. Quantos litros fornecerá em uma hora e meia? 6) Um automóvel gasta 24 litros de gasolina para percorrer 192 km. Quantos litros de gasolina gastará para percorrer 120 km? 7) Quero ampliar uma foto 3 x 4 (3 cm de largura e 4 cm de comprimento) de forma que a nova foto tenha 10,5 m de largura. Qual será o comprimento da foto ampliada? 8) Em 6 dias, 6 galinhas botam 6 ovos. Quantos ovos botam 12 galinhas em 12 dias? 9) Se 12 recenseadores visitam 1440 famílias em 5 dias de trabalho de 8 horas por dia, quantas famílias serão visitadas por 5 recenseadores, em 6 dias, trabalhando 4 horas por dia? 10) Na fabricação de 20 camisetas, 8 máquinas gastam 4 horas. Para produzir 15 dessas camisetas, 4 máquinas gastariam quantas horas? 11) O valor de ( ) ( ) é? 12) Calcule o valor da expressão: ( ) ( ) ( ) 13) Efetue: a) ( ) ( ) b) ( ) ( ) 14) Calcule a raiz indicada: a) √ b) √ c) √ d) √ e) √ 15) Resolva as seguintes equações exponenciais: a) b) c) d) e) f) g) √ h) √ UNIDADE II: MATEMA TICA ELEMENTAR, FLUXO DE CAIXA E JUROS SIMPLES OBJETIVOS DA UNIDADE Finalizamos a Unidade 1 e quando encerrar essa nova etapa, a etapa 2, você deverá ter a compreensão de mais alguns assuntos e conteúdo do estudo da matemática básica, também nesta unidade iniciaremos os assuntos de matemática financeira, como o estudo do fluxo de caixa e juros simples, nesse momento faremos algumas práticas com a calculadora financeira HP12c: Logaritmos e propriedades; Porcentagem; Conhecer a metodologia e princípios da calculadora HP12c®; Fluxo de caixa e diagrama de caixa; Cálculo dos juros simples e a capitalização simples; Equivalência de taxas de juros simples; Cálculo do montante e capital; HP12c e os juros simples; Desconto simples. O estudo dos logaritmos é fundamental para a boa compreensão da resolução dos estudos de caso do juro composto, claro que se os cálculos forem realizados de maneira manual, no uso de calculadoras financeiras não caberá seu uso, uma vez que esses equipamentos possuem funções prontas. Iniciaremos o estudo da porcentagem, um conteúdo simples, mas que gera certa polêmica com algumas particularidades, você me entenderá logo no que diz respeito a polêmica gerada pela porcentagem. O estudo do fluxo de caixa, sua representação gráfica, o diagrama, são na verdade os primeiros passos nos estudos da matemática financeira. Analisaremos os juros simples juntamente com a capitalização simples, a equivalência de taxas, o montante e capital, tudo isso despertará o conhecimento sobre algumas operações comerciais e financeiras. O desconto simples, muito usado nas operações com títulos monetários. E não poderia faltar, sua iniciação na HP12c, não se assuste com a metodologia da calculadora, como disse na Unidade I, tudo não passa apenas de uma necessidade de treino. Bons estudos! LOGARITMOS E PROPRIEDADES Os logaritmos são importantes no cálculo financeiros, pois com eles é que iremos resolver o problema de encontrar o período, sem o auxílio de calculadora financeira, em juros compostos. Para Iezzi et al. (1985, p. 51-B), define logaritmo “sendo e números reais e positivos, com , chama-se logaritmo de na base , o expoente que se deve dar à base de modo que a potência obtida seja igual a ”. Traduzindo a linguagem matemática, temos a seguinte definição: Nota-se que o logaritmo se transforma numa equação exponencial. Os elementos envolvidos em , são: é a base do logaritmo, dizemos que é o logaritmando e finalmente é o logaritmo. Algumas definições importantes dos logaritmos: 1) não importa o valor de , o logaritmando sendo 1, o resultado sempre será 0 (zero). 2) se a base e o logaritmando forem iguais, o resultado sempre será 1 (um). Agoraestudaremos as propriedades dos logaritmos: 1) ( ) quando existir um produto (multiplicação) dentro do logaritmando teremos então a substituição por uma soma, conservando a base do logaritmo. 2) ( ) existindo uma divisão no logaritmando, transformamos numa subtração, conservando a base do logaritmo. 3) chamamos de propriedade do tombo, pois a potência do logaritmando “tomba” à frente, se transformando numa multiplicação e conservando o restante do logaritmo. 4) essa propriedade recebe o nome de inversão de base, note que apareceu o , o valor de c aqui no caso é 10, por isso damos o nome de logaritmo decimal. IMPORTANTE! Sempre que um logaritmo não apresentar sua base, considere como sendo 10 (dez), isso é uma regra, igual a expoente de potenciação que quando não aparece consideramos 1 (um), ou até mesmo números inteiros que posicionados em formato de fração estão “sobre” 1 (um). 5) é mais uma consequência propriamente do que uma propriedade do logaritmo, quando existir um expoente na base do logaritmo, passamos esse expoente no formato de uma fração, porém, com o devido cuidado de 1 “sobre” o expoente multiplicando o logaritmo conservado. Agora vamos à prática, pois já tivemos muita definição e propriedade. Num primeiro momento utilizaremos o auxílio das exponenciais para resolver, e caso você nunca havia ouvido falar as exponenciais são o inverso dos logaritmos. Exemplos: 1º) O primeiro passo é igualar a e então transformar numa exponencial. ( ) Então temos que o é igual a . 2º) ( ) 3º) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) O passo a passo foi: igualei a nosso logaritmo, transformei em uma equação exponencial, na sequência e usando a dica do número de casas após a vírgula, transformei o 0,25, fiz a inversão ficando assim o expoente negativo, e decompondo as bases para torná-las idênticas para o “corte”, finalmente trabalhei com a expressão buscando o valor de . 4º) Nesse exemplo nota-se a presença da potência então inicialmente usamos a propriedade do “tombo” e resolvemos o logaritmo restante. ( ) ( ) ( ) ( ) Portanto o valor de é 4. 5º) Sabe-se que e , calcule : Esse logaritmo não apresentou a base, portanto consideramos base 10 (dez), então vamos decompor o 75 de forma que fique simplificado a números já conhecidos, que são 3 e 5. 75 3 25 5 5 5 1 ( ) Como já conhecemos os valores dos logs de 3 e 5, basta substituir e realizar as operações aritméticas. Chega-se à conclusão que o é igual a 1,8751. PORCENTAGEM Quando se estuda porcentagem, nos deparamos com o símbolo de sua representação, o “%” (por cento), que segundo Bongiovanni (1998), esse símbolo foi criado há pelo menos quatro séculos, por comerciantes ingleses com a finalidade de simplificar a linguagem em transações comerciais. Quando lemos, por exemplo: 20% (vinte por cento), na verdade estamos dizendo 20 (vinte) unidades de uma porção de cem, a porcentagem ou percentagem, e os termos querem dizer a mesma coisa, sempre fazem referência a uma porção de 100 (cem), por essa razão o nome “por cento”. Existem várias formas de se calcular uma porcentagem, veremos algum métodos seguros de se calcular a mesma. Por exemplo, vamos calcular 25% de 700, quais formas podemos proceder? 1) Método convencional, e de certa forma, é o método original: Perceba que o 700 multiplica o 25 e o produto é dividido por 100, este 100 é oriundo da porcentagem, a porção de cem citada a pouco. 2) Já que dizemos ser uma porção de cem, 25 divididos por 100 sabe-se que é 0,25, damos o nome de razão centesimal. Ao multiplicarmos a quantia pela razão centesimal também obtemos a equivalência procurada. 3) Nas calculadoras utilizamos o símbolo de % para execução deste mesmo cálculo, o correto dessa procura pela equivalência é sempre usar a operação de multiplicação. Erroneamente, as pessoas e isso principalmente no comércio de modo geral, quando desejam calcular, por exemplo, um acréscimo de 25%, institivamente fazem 700 + 25% e pressionam o = (igual). Antes de qualquer linha de pensamento ou opinião eu lhe pergunto: você consegue realizar aquele cálculo proposto no início deste material, aquele que deve-se somar quilos de carne a quilômetros? Obviamente que não, logo esse cálculo também não é possível, uma vez que tratam-se de grandezas diferentes. Aí você pode me dizer: “mas a calculadora faz a soma”. Sim, de fato ela faz, mas apenas as calculadoras que carinhosamente as chamo de “calculadoras de doce”, caso tente optar em realizar esse cálculo numa calculadora científica de qualidade ou até mesmo uma calculadora financeira original, verá que não irá conseguir, nessas, a porcentagem funciona apenas por meio de multiplicação e nas financeiras por intermédio da função porcentagem. Fique sabendo que apenas as “calculadoras de doce” fazem isso! Acredito ser uma comodidade criada pelos seus fabricantes, mas está, digamos, matematicamente errada. Exemplo do cálculo: em calculadoras científicas: na HP12c®, que é financeira: Da mesma forma, usando a metodologia da multiplicação pelo valor centesimal, é possível calcular valores com acréscimo ou desconto diretamente. Acompanhe o raciocínio: usando o mesmo exemplo dos 25% de 700, iremos acrescentar esse percentual ao valor base, vale lembrar que a regra para o desconto é a mesma. Tomamos como princípio que todo e qualquer valor base é 100%, como estamos trabalho com o número 700, dizemos então que ele é 100%, se então desejamos acrescer 25%, temos que 100% mais 25% é na verdade 125%. Você pode dizer que, afirmei acima que a operação de soma não existe na porcentagem. Está correto, mas essa soma que proponho é diferente, primeiro porque estamos trabalhando com grandezas idênticas, e segundo que é apenas um ponto de referência da equivalência percentual. Se então dividirmos o 125% por 100, transformando em razão centesimal, obtemos 1,25, ao multiplicarmos o 700 por 1,25 temos 875, ou seja, o valor já acrescido dos 25%. Para o desconto não é diferente, apenas a operação realizada, trocamos a soma por uma subtração, 100% menos 25% é 75%, que por sua vez divididos por 100 obtemos 0,75, agora multiplicando 700 por 0,75 obtemos como produto 525, esse por sua vez sendo o valor líquido após o desconto dos 25%. Fator de aumento sucessivo O fator de aumento sucessivo se enquadra nos casos que que temos sucessivos aumentos percentuais a serem aplicados sobre um valor. Podemos usar como exemplo um dado produto que tem seu preço negociado num expediente de bolsa de valores. Imagine uma saca (60kg) de determinado tipo de café beneficiado, negociados na abertura do pregão por R$ 300,00, após algumas negociações, fala-se em um aumento de 5%, passado mais um breve período a mesma saca sofre outroaumento, agora de 3%, no final do dia, poucos instantes antes do fechamento do pregão, o produto sofre mais uma alta, agora com 2%. A pergunta é, quanto efetivamente essa saca de café subiu? Engana-se que dizer 10%, as pessoas tendem a somar: 5% + 3% + 2%, então dizer que foi um aumento total de 10%, volto a afirmar, está errado! Por que? Simples, esse produto teve aumentos sucessivos, então os 5% iniciais foram de fato sobre o preço inicial da saca, os R$ 300,00. Porém, os 3%, não incidiram sobre os R$ 300,00, mas sobre os R$ 300,00 acrescidos de 5%, já os 2%, incidem sobre o valor acrescido primeiro por 5%, seguindo de 3% para finalmente calcular os 2%. É possível calcular por meio de uma fórmula bastante simples: ( ) ( ) ( ) ( ) A incógnita representa a razão centesimal da porcentagem, e sempre você irá utilizar a porcentagem em formato centesimal nas equações, isso é regra! Então, em breve descrição, dizemos que a fórmula poderá atender uma necessidade de dois ou mais aumentos sucessivos sobre um determinado valor, por isso temos até a “enésima” posição ( ). O numeral 1 (um), nada mais é que a representação centesimal de 100%, ou seja, . Aplicando a fórmula: ( ) ( ) ( ) O fator, resultado apresentado no cálculo, pode ser usado para apurar o preço final do produto ou até mesmo saber o aumento efetivo do mesmo. Para conhecer o valor final do produto basta multiplicar o preço do produto pelo fator encontrado. Caso queira saber quantos por cento efetivamente esse produto aumentou é simples, basta subtrair o fator encontrado por 1, e então multiplicar o resultado por 100, isso irá transformar a razão centesimal em porcentagem novamente. Pode-se dizer que o produto teve uma variação positiva, ou aumento, de 10,313%. Acredito que poderei ser questionado sobre a pequena diferença entre o valor errado de 10% e o valor correto de 10,313%, sim a diferença é pequena de fato, apenas R$ 0,94 centavos. Pode parecer pouco, mas estamos falando de uma saca apenas, imagine um navio carregado de café! Acredito que a diferença será sensível. Fator de desconto sucessivo Não há diferença no conceito, apenas a substituição do operador de soma para o operado de subtração, desta forma a equação pode ser apresenta conforme abaixo: ( ) ( ) ( ) ( ) Os cálculos serão como no aumento sucessivo, até mesmo para encontrar a variação final do preço, para exemplificar, vou usar os mesmo valores, mas simulando uma queda no preço, nosso produto está sofrendo quedas no preço com os seguintes percentuais sucessivos: 5%, 3% e 2%. ( ) ( ) ( ) Apresentados todos os cálculos, notará que o princípio é exatamente o mesmo, como disse, fazendo uso da subtração no lugar da soma, já a variação resultou em um percentual negativo, e isso nos aponta que o preço sofreu um desconto real de 9,693% em relação ao valor inicial. Aumento e desconto sucessivo Poderá ocorrer aumentos e descontos sucessivos concomitantes na operação, quero dizer, ao mesmo tempo. O princípio é exatamente o mesmo, simplesmente quando for aumento irá usar soma, onde for um desconto, poderá usar a subtração no parênteses para encontrar a equivalência final. Rescrevendo a equação com a possibilidade de aumento e desconto sucessivo, temos: ( ) ( ) ( ) ( ) Cada conjunto de parênteses até a enésima posição poderá ser empregado no aumento (+) ou no desconto (-). Chamo a atenção apenas para ao resultado final da “Variação final”, se positivo, dizemos que o valor sofreu um aumento final equivalente. Caso negativo, diz que apesar do aumento se ocorrido, o produto sofre um desconto final. USO DA HP12C A calculadora HP12c é um equipamento considerado muito útil no cálculo financeiro, é um produto bem específico para tal. No entanto, sua metodologia se diferencia das calculadoras convencionais, ela trabalho com o que chamamos de lógica reversa polonesa, onde primeiro são inseridos os numerais para no final a operação matemática ou função. FIGURA 1- HP12c Gold Fonte: Web HP-12C emulator. Na figura 1, vemos um exemplar da HP12c, modelo Gold, existem outros modelos, como a Platinum e a Prestige, são fáceis de identificar, a Platinum possui a região superior na cor prata, a Prestige por sua vez é dourada como o exemplo da figura 1, mas com um pequeno escrito no lado direito superior da calculadora com o nome do modelo “Prestige”. Suas diferenças vão de velocidade do cálculo a alguma funções, a Gold é a mais simples, nos novos lotes fabricados não há mais diferenças de velocidade, apenas funções, dos outros dois modelos apenas a Platinum segue produção, funções que a Platinum e a Prestige apresentam em relação à Gold são: capacidade de mudar o contraste do LCD, capaz de desfazer a última operação realizada, apagar o último dígito e a capacidade de operar no modo algébrico, esse faz a HP12c se parecer muito com calculadoras comuns. Iniciando seu uso Para começar a suar sua HP 12c, aperte a tecla “ON”. Apertando “ON” novamente desliga a calculadora. Se não desligada manualmente, a calculadora se desligará automaticamente entre 8 a 17 minutos depois do último uso. A HP12c possui um indicador de bateria que você somente o verá quando a bateria estiver fraca, esse indicador é representado por “*” (asterisco) que irá piscar na tela. As teclas da calculadora podem executar duas ou até três funções, temos a função primária, na cor branca, e as funções secundárias, representadas pelas cores azul e laranja. Para o acesso às funções secundárias, deverá ser usada a tecla de prefixo, localizadas na área inferior esquerda da calculadora, tecla de cor laranja para funções em laranja, tecla azul para o acesso à funções em azul. Um detalhe importante a ser observado no dispositivo, é o separador de decimais, na calculadora temos a tecla do separador decimal o ponto, servirá para os números fracionários. Porém, é possível trocar o ponto por vírgula, que é na verdade a notação adotada aqui no Brasil, para isso mantenha a tela do ponto pressionada e ligue a calculadora, na sequência solte o botão do ponto, pronto, estará convertida para formato brasileiro, ou seja, aparecerá a virgula na tela para a leitura dos números fracionários. Observe que quando for utilizados números em formato de milhar, a cada três casas a calculadora colocará um ponto automaticamente, haja visto que, se você fez a personalização do separador decimal para vírgula. Para números negativos a calculadora apresentará o sinal de menos à frente dos numerais, caso deseje transformar um número em negativo ou vice-versa, use a tecla chamada “CHS”. Tabela de erros da HP12c Código de erro apresentados no visor da calculadora: Erro 0: Matemática Erro 1: Estouro do registro de armazenamento Erro 2: Estatística Erro 3: IRR (Taxa Interna de Retorno) Erro 4: Memória Erro 5: Juros compostos Erro 6: Registros de armazenamento Erro 7: IRR (Taxa Interna de Retorno) Erro 8: Calendário Erro 9: Assistência técnica Cálculos
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