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Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 2 Manuel Meireles Matemática básica para Administradores 2a. edição Texto básico da disciplina Matemática para Administradores. Este texto está disponibilizado no site www.profmeireles.com.br São Paulo 2019 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 3 Caderno 1 Reciclagem de conceitos básicos 1 0 0 !1! 1 k N nk n k k P Conceito de inverso Fatorial SomatóriaLetras gregas O presente curso de Matemática Básica destina-se a estudantes ou profissionais da Administração incluindo Administradores Gerais, Contabilistas, Gestores de Recursos Humanos e Administradores da Produção. O curso aborda conceitos fundamentais, mas é estruturado a partir de problemas reais. Inicialmente é dado um problema e alguma forma de o resolver; a seguir são explorados os conceitos fundamentais para a resolução, de forma que o leitor vai reciclando ou aprendendo os elementos básicos da Matemática aplicada à solução de problemas administrativos. Os exercícios resolvidos são numerados e antecedidos de ER; já os exercícios propostos são numerados e antecedidos por EP. 1. 1O problema Considere o serviço de atendimento ao consumidor de uma empresa que tem duas atendentes. Cada cliente demanda um tempo médio de 5 minutos e este tempo de atendimento é distribuído exponencialmente. Os telefonemas dos clientes chegam em regime de Poisson com um intervalo médio de 8 minutos entre chagadas consecutivas. Dadas estas condições qual a probabilidade de o sistema estar vazio? Este problema é resolvido pela Teoria das Filas com a fórmula acima. Na linguagem de tal teoria, o sistema estar vazio significa não haver chamada alguma para as atendentes. Não é objetivo deste curso discutir os fundamentos da teoria que se aplica mas apenas a forma de resolver o problema matematicamente. Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 2 O desafio consiste, portanto em determinar o valor de P0 sabendo que k=3 e 2 : (1) 1. 2Alfabeto grego A primeira coisa que chama a atenção na fórmula (1) é a existência de letras diferentes do alfabeto latino. No caso são as letras gregas que se denomina rho e sigma. A figura 1 mostra o alfabeto grego. As letras gregas são muito utilizadas para exprimir alguns conceitos matemáticos especiais, como o por exemplo. Figura 1: Alfabeto grego. Fonte: http://matematicaprofcarla.blogspot.com/2010/08/ 1. 3Fatorial de um número O fatorial de um número n, é representado por n!, e é o produto de todos os inteiros positivos menores ou iguais a n. Por exemplo, o fatorial de 4 indica-se por 4! E lê-se “quatro fatorial”. O valor de 4! é 24 pois 4!=4*3*2*1=24. (Aqui * indica multiplicação ou produto de dois números) Na medida em que o número 1 é neutro na multiplicação, isto é, o resultado não se altera se se multiplica por 1, costuma-se omitir e se diz: 4!=4*3*2=24. Observar que o fatorial de zero é 1: 0!=1. O factorial de um número n! pode ser expresso logicamente por n*(n-1)! . Por exemplo: 4!=4*3! De forma semelhante para n=1, considerando que n! = n*(n-1)! Temos: 1! = 1*0! Para que a igualdade seja verdadeira necessariamente 0!=1. 1. 4Somatório Na equação (1) a letra grega poderia ser substituída por uma letra latina, mas a letra grega sigma exprime o conceito de somatório. No presente caso a letra grega é uma variável à qual se atribui um valor e a letra grega sigma é um operador matemático 1 0 0 ! 1! 1 k n nk n k k P Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 3 Para representar uma soma de valores ix usa-se a letra grega Sigma (maiúscula): n i ix 1 lê-se somatório de “x índice i” onde “i” varia de 1 a n. 26 95 74 153 82 121 xi (tabela 1) ER-001; Considere-se a variável x acima. O elemento 153 x e o elemento .95 x A expressão 3 1i ix lê-se da seguinte forma: “somatório de x índice i onde i varia de 1 a 3”, e indica a soma dos valores 3515812321 xxx . Quando temos a expressão n i ix 1 correspondente à soma de todos os valores podemos abreviar para x . Propriedades dos somatórios: I) Se cada elemento da série é multiplicado por uma constante, os elementos podem ser somados, e a soma multiplicada pela constante: n i i n i i xccx 11 II) A soma de uma constante sobre n termos é igual a n vezes a constante: n i ncc 1 III) O somatório de uma soma é igual à soma de somatórios. n i i n i n i iii yxyx 11 1 )( De forma semelhante se opera com a diferença. Observar: n n i i xkxkxkxkxk ........ 321 1 ou )...(. 321 1 n n i i xxxxkxk ou )...( 321 1 n n i i xxxxkxk ou a xxx xxxxx a n na n i i )...( )...( 1 21 321 1 1 22 xx Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 4 Considere-se a variável t abaixo: 26 15 54 23 32 41 ti (tabela 2) ER-002 Resolver 4 3i i i t considerando a tabela 2. A expressão indica: somatório de frações, onde o numerador é t índice i e o denominador é i, onde i varia de 3 a 4. Se i varia de 3 a 4, o somatório tem duas frações: 4 3i i i t O valor i assume os valores 3 e 4, e na tabela acima t3=2 e t4=5. Desta forma: 4 5 3 24 3 i i i t . Observar que o denominador é o valor i, e o valor i vai de 3 a 4; já o numerador é ti que é obtido na tabela 2. Concluindo: )3()4( 12 43 12 35 12 8 4 5 3 24 3 i i i t ER-003;Escrever em notação de somatório: a) 222 2 1 ... nxxx b) )(...)( 7711 yxyx c) nn rdrdrd 3 2 3 21 3 1 ... Trata-se de exprimir as somas utilizando o símbolo de somatório. Alternativa a): é uma soma de valores elevados ao quadrado: 2 1 22 2 2 1 ... n n n n xxxx Alternativa b): é a soma de expressões (x-y) )()(...)( 7 1 7711 ii i yxyxyx Alternativa c): é a soma de produtos d3 r ii n i nn rdrdrdrd 3 1 3 2 3 21 3 1 ... Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 5 EP-001;Sendo 3k e 2t , calcule a expressão 2 0 ! K n n n t . EP-002;Calcule: ! 22 0 i i i EP-003; Calcule: n n n 24 2 EP-004; Calcule: 2 )2(6 3 t tt t EP-005;Calcule: n n 2 4 0 EP-006 Considere os valores x e y dados na tabela abaixo: 1 2 3 4 5 6 7 8 x 7 5 4 3 4 5 7 2 y 4 3 2 9 10 2 3 5 Calcular: a) x b) 2x c) xy EP-007 Considere os valores x e y dados na tabela abaixo: 1 2 3 4 5 6 7 8 x 7 5 4 3 4 5 7 2 y 4 3 2 9 10 2 3 5 Calcular: a) )4(x b) )( yx c) 2)1(x EP-008 Considere os valores x e y dados na tabela abaixo: 1 2 3 4 5 6 7 8 x 7 5 4 3 4 5 7 2 y 4 3 2 9 10 2 3 5 Calcular: a) )3()2( yx Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 6 b) )2()2( y x EP-009 Considere os valores x e y dados na tabela abaixo: 1 2 3 4 5 6 7 8 x 7 5 4 3 4 5 7 2 y 4 3 2 9 10 2 3 5 Calcular: a) )( yxxy b) 22 xx c) 6 3i ix x ER-010; Sendo 2 calcular a expressão 4 0 !n n n . ER-011; Calcule 24 2 2 4 2 nn nn . 1. 5Etapa 1 da resolução do problema: substituição do valor das variáveis O problema consiste em calcular o valor de P0 (que se lê P índice zero ou de forma abreviada P zero) da equação (1) sabendo que k=3 e 2 . O primeiro passo é substituir na equação os valores conhecidos. (Em matemática uma equação é um conjunto de dois termos de símbolos ou dois conjuntos de símbolos unidos pelo sinal de igualdade) Vamos fazer as substituições possíveis: Nesta etapa simplesmente, considerando que k=3 e 2 fizemos as substituições possíveis. Em matemática é recomendável que se avance passo a passo, de forma a se poder verificar algum erro caso este aconteça. Podemos afirmar que P0 é o inverso de um número, isto é x P 1 0 . Para se calcular o inverso de um número basta dividir 1 por esse número. Por exemplo o inverso de 4 é 25,0 4 1 . 2 0 31 0 0 ! 2 3 2 1!3 2 1 ! 1! 1 n nk n nk nn k k P Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 7 1. 6Etapa 2 da resolução do problema: simplificar O próximo passo é simplificar valores. O primeiro valor a simplificar é a potência 23=8. O valor 3! Também pode ser substituído: 3!=3*2*1=6 A próxima simplificação envolve frações: 3 2 1 . Neste caso temos um número inteiro do qual se subtrai 2/3. Vale a pena recordar as regras da soma e subtração de frações. 1. 7Regras das frações A soma ou subtração de frações obedece às seguintes regras: Se as frações possuem o mesmo denominador, mantém-se o denominador e se soma ou subtrai as frações: ER-004;Resolver 3 2 3 7 3 5 4 9 4 6 4 3 Se as frações possuem denominadores diferentes é preciso converter as frações ao mesmo denominador. Lembrar que uma fração permanece inalterada se o numerador e o denominador forem multiplicados ou divididos por um mesmo número: ay ax y x * * Tradicionalmente, então, para transformar duas frações com denominadores diferentes em frações equivalentes com denominadores iguais pode-se utilizar o seguinte método: Multiplica-se cada fração pelo numerador da outra fração. ER-005;Resolver: 15 22 15 10 15 12 5*3 5*2 3*5 3*4 3 2 5 4 3 2 5 4 (3) (5) A primeira fração 4/5 multiplica-se por 3 que é o denominador da outra fração que se soma. A segunda fração 2/3 multiplica-se por 3 que é o denominador da outra fração. Entretanto o melhor é resolver soma e subtração de fações utilizando a HP-12C ou semelhante (BRTC FC-12 por exemplo) 2 0 31 0 0 ! 2 3 2 1!3 2 1 ! 1! 1 n nk n nk nn k k P Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 8 4 2 1,466666... 1, 46666... 5 3 1 1, 466666...(15) 22 1(15) 15 Faça assim na HP-12C: 4<enter> 5 ÷ 2<enter> 3 ÷ + (você somou as duas frações e aparece o resultado 1,4667 ou se fizer f9, para mostrar 9 casas decimais: 1,466666667) Então a soma das duas frações é igual aproximadamente a 1,46666... Ora 1,466666... 1, 46666... 1 . Então temos uma espécie de fração e podemos multiplicar o NUMERADOR e o DENOMINADOR por um mesmo valor que a fração não se altera. Vamos multiplicar pelo PRODUTO DOS DENOMINADORES DAS FRAÇÕES ORIGINAIS, isto é, multiplicamos por 15 pois 15=3x5. Desta forma temos no numerador 1,466666...(15)= 22 e no denominador 1 (1)=15. Portanto na HP-12C os cálculos são: 4<enter> 5 ÷ 2<enter> 3 ÷ + 15 x ER-006;Resolver utilizando a HP-12C: 5 1 4 3 3 2 2 3 1 1,21666667 1,21666667 3 4 5 1 1,466666...(60) 73 1,46666... 1(60) 60 2<enter>3÷ 3<enter>4÷+ 5 - 60 x Em vez de usar a função de inverso de um número você pode teclar: 1<enter>5÷. Muito importante: multiplique logo pelo produto dos denominadores das frações o valor calculado, sem remover o cálculo da HP. Usar a HP-12C é bem mais fácil, rápido e seguro do que tilizar o método tradicional: no caso de três ou mais frações multiplica-se cada fração pelo produto dos numeradores da outras frações. A fração 2/3 deve ser multiplicada por 20 que é o produto de 4*5, numeradores das outras frações: 5 1 4 3 3 2 (4*5) (3*5) (3*4) A fração 3/4 deve ser multiplicada por 15 que é o produto de 3*5, numeradores das outras frações: Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 9 5 1 4 3 3 2 (4*5) (3*5) (3*4) A fração 1/5 deve ser multiplicada por 12 que é o produto de 3*4, numeradores das outras frações: 5 1 4 3 3 2 (4*5) (3*5) (3*4) Observar que quando se multiplica uma fração por um número deve-se multiplicar o numerador e o denominador pelo mesmo número: 5 1 4 3 3 2 (4*5) (3*5) (3*4) 5 1 4 3 3 2 (20) (15) (12) 60 73 60 12 60 45 60 40 12*5 12*1 15*4 15*3 20*3 20*2 ER-007;Resolver: 3 2 5 1 4 3 2 1 1 3 1 2 2,116667 2,116667 2 4 5 3 1 2,116667(8)(15) 254 127 1(8)(15) 120 60 2 3<enter>4÷+5 + 2<enter> 3÷+ 8x 15x Para o denominador: 8<enter>15x Note que você poderia multiplicar por 120, mas é bom fazer de modo seguro. Pode-se resolver tradicionalmente agrupando frações de forma a ficar: 3 2 5 1 4 3 2 1 Resolve-se o primeiro par de frações Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 10 4 5 4*2 5*2 8 10 8 6 8 4 4 3 2 1 (4) (2) Resolve-se o segundo par de frações: 15 13 15 10 15 3 3 2 5 1 (3) (5) Substitui-se: 60 127 60 52 60 75 4*15 4*13 15*4 15*5 15 13 4 5 3 2 5 1 4 3 2 1 (15) (4) ER-008;Resolver: 5 3 1 Observar que para subtrair frações é necessário que as mesmas tenham o mesmo denominador. Neste caso pode-se substituir 1 pelo equivalente 5/5: 5 5 1 já que 5 a dividir por 5 é igual a 1. Então: 5 2 5 3 5 5 5 3 1 ER-009;Resolver: 7 3 1 Neste caso pode-se substituir 1 pelo equivalente 7/7: 7 7 1 já que 7 a dividir por 7 é igual a 1. Então: 7 10 7 3 7 7 7 3 1 Na multiplicação de frações basta multiplicar os numeradores pelos numeradores e os denominadores pelos denominadores: Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 11 ER-010;Resolver: 6 9 . 4 3 8 9 8*3 9*3 24 27 6 9 . 4 3 Na divisão de frações inverte-se a segunda fração e faz-se a multiplicação dasfrações: ER-011;Resolver: 5 1 / 4 3 Esta divisão é equivalente a: 5 1 4 3 Para resolver basta fazer o seguinte: Para o numerador vai o produto dos externos; para o denominador o produto do meio: 4 15 1*4 5*3 5 1 4 3 ER-012; Calcule 2 1 7 2 . ER-013; Calcule 6 1 3 2 5 3 . ER-014; Calcule 5 3 1 . ER-015; Calcule 3 2 / 7 4 1 ER-016; Calcule 7 2 3 2 * 5 2 3 . Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 12 1. 8Etapa 3 da resolução do problema: simplificar O próximo passo é simplificar valores. O primeiro valor a simplificar é a potência 23=8. O valor 3! Também pode ser substituído: 3!=3*2*1=6 Simplificação do somatório: 2 0 ! 2 n n n indica que se trata de uma soma de 3 frações, pois n vai assumir os valores 0, 1 e 2. !2 2 !1 2 !0 2 ! 2 2102 0 n n n Ou seja: a probabilidade de o sistema estar vazio, isto é, a probabilidade das duas atendentes não terem ligação alguma é de 1/9. Interpretando este valor: se o gerente passar frente às atendentes 9 vezes, em média, em uma delas elas estarão sem receber ligação. 2 0 2 0 31 0 0 ! 2 3 2 3 3 6 8 1 ! 2 3 2 1!3 2 1 ! 1! 1 n n n nk n nk nnn k k P !2 2 !1 2 !0 2 3 2 3 3 6 8 1 ! 2 3 2 3 3 6 8 1 ! 2 3 2 1!3 2 1 ! 1! 1 2102 0 2 0 31 0 0 n n n nk n nk nnn k k P 9 1 54 1 5 2 8 1 221 3 6 8 1 2 4 1 2 1 1 3 1 6 8 1 !2 2 !1 2 !0 2 3 2 3 3 6 8 1 2100 P Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 13 Gabarito EP-001; 3k e 2t , 120 32 24 16 6 8 2 4 1 2 1 1 !5 2 !4 2 !3 2 !2 2 !1 2 !0 2 !! 5432105 0 2 0 n nK n n n t n t 3*15 3*4 15*3 15*6 5 15 4 3 6 5 15 4 3 2 3 4 5 15*8 8*4 8*3 8*2 3*2 4*2 221 45 327 45 102225 45 102 45 45*5 45 102 5 45 12 45 90 5 3*15 3*4 15*3 15*6 5 EP-002; 5221 !2 2 !1 2 !0 2 ! 2 2102 0 i i i EP-003; 3 26 3 8 3 18 3 8 64 3 8 2 4 16 3 8 2 4 2 3 2 2 22 4324 2 n n n EP-004; 26 )66*2( 25 )55*2( 24 )44*2( 23 )33*2( 2 )2(6 3 t tt t 4 18 3 15 2 12 1 9 26 )66*2( 25 )55*2( 24 )44*2( 23 )33*2( 2 49 4 98 4 18 4 80 4 18 20 4 18 569 4 18 3 15 2 12 1 9 EP-005; 31168421222222 43210 4 0 n n Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 14 EP-006 Considere os valores x e y dados na tabela abaixo: 1 2 3 4 5 6 7 8 x 7 5 4 3 4 5 7 2 y 4 3 2 9 10 2 3 5 Calcular: a) x=7+5+4+3+ 4+5+7+2=37 b) 2x =49+25+16+9+16+25+49+4=193 c) xy =28+15+8+27+40 +10+21+10=159 EP-007 Considere os valores x e y dados na tabela abaixo: 1 2 3 4 5 6 7 8 x 7 5 4 3 4 5 7 2 y 4 3 2 9 10 2 3 5 Calcular: a) )4(x =11+9+8+7+8+9+11+6=69 b) )( yx =11+8+6+12+14+7+10+7=75 c) 2)1(x =36+16+9+4+9+16+36+1=127 EP-008 Considere os valores x e y dados na tabela abaixo: 1 2 3 4 5 6 7 8 x 7 5 4 3 4 5 7 2 y 4 3 2 9 10 2 3 5 Calcular: a) )3()2( yx =9+0-6+30+42-7+0+ 8=76 b) 54 53 7541211456 49765679 )2( )2( y x EP-009 Considere os valores x e y dados na tabela abaixo: 1 2 3 4 5 6 7 8 x 7 5 4 3 4 5 7 2 y 4 3 2 9 10 2 3 5 Calcular: a) 12471406159)38*37()159()( yxxy b) 11761931369193)37( 222 xx c) 16 37 6 3 i ix x Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 15 ER-010; 2 Calcular 4 0 !n n n . Resposta: O exercício pele a soma de termos !n n , onde n varia de 0 a 4. 3 19 3*2 19*2 6 38 6 8 6 12 6 12 6 6 6 8 2 4 1 2 1 1 !3 2 !2 2 !1 2 !0 2 ! 32104 0 n n n ER-011; 819432 2224 2 2 4 2 nn nn . ER-012; 14 11 14 7 14 4 7*2 7*1 2*7 2*2 2 1 7 2 ER-013; 30 43 30 25 30 18 6 5 5 3 6 1 6 4 5 3 6 1 3 2 5 3 . ER-014; 5 8 5 3 5 5 5 3 1 . ER-015; 14 33 2*7 3*11 3 2 7 11 3 2 7 4 7 7 3 2 / 7 4 1 ER-016; 15 119 15 7*17 15*2 7*17*2 15*2 7*34 7 2 15 34 7 2 3 2 * 5 17 7 2 3 2 * 5 2 5 15 7 2 3 2 * 5 2 3 . Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 16 Manuel Meireles Matemática básica para Administradores 2a. edição Texto básico da disciplina Matemática para Administradores. Este texto está disponibilizado no site www.profmeireles.com.br São Paulo 2019 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 17 Caderno 2 Reciclagem de conceitos básicos -parte 2 )1( 0 1! )( k Wkk q eP k k WWP Número de Neper Função exponencial Os exercícios resolvidos são numerados e antecedidos de ER; já os exercícios propostos são numerados e antecedidos por EP. 2. 1O problema Continuamos com um exemplo de Teoria das Filas. Considere o serviço de atendimento ao consumidor de uma empresa que tem duas atendentes. Cada cliente demanda um tempo médio de 5 minutos e este tempo de atendimento é distribuído exponencialmente. Os telefonemas dos clientes chegam em regime de Poisson com um intervalo médio de 8 minutos entre chagadas consecutivas. Dadas estas condições qual é o tempo médio de espera na fila que um cliente tem? O desafio consiste, portanto em determinar o valor de Wq sabendo que k=3 e 2 e μ=12. O valor de P0, já calculado no Caderno anterior, é de 1/9: 02 1!. P k kk L W k q q A primeira coisa estranhaé a dupla igualdade: Wq é igual a uma coisa que é igual a outra coisa. Primeiro se vê que q q L W . Se tivermos os valores Lq e λ facilmente obteremos o valor de Lq. Caso contrário temos de utilizar a fórmula equivalente que é bem mais trabalhosa: Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 18 02 1!. P k kk W k q . Pelos dados que são dispostos é esta a forma a calcular. Observar que esta é uma fórmula da teoria das filas que Administradores usam para saber alguns parâmetros do sistema de atendimento. Na prática o Administrador “mede” o sistema e calcula os valores. O Administrador basicamente mede quantos clientes chagam ao sistema, em média, por hora. É o valor λ. Observa também quantos clientes cada atendente resolve, em média, em uma hora. É o valor μ. O valor k é o número de atendentes, que em linguagem da Teoria das Filas se denomina “estações”. O valor . Agora é necessário calcular 02 1!. P k kk W k q onde: ρ=2, k=3, μ=12 e P0=1/9. 2. 2Passo inicial: substituir valores O primeiro passo é substituir cuidadosamente os valores. Onde está uma letra, grega ou não, se coloca o valor correspondente. Sabemos que o volume de um paralelepípedo retângulo é dado por V=a.b.c. O que se faz para calcular o volume de um determinado sólido? Multiplica-se os valores referentes a a, b e c. No presente caso se faz a mesma coisa: cada letra é substituída pelo correspondente valor. 9 1 3 2 112!.3.3 2 1!. 2 3 02 P k kk W k q Uma vez feita a substituição ataca-se a parte mais complexa de tal forma a ter o máximo de possibilidades. Você sabe que 3! (que se lê 3 fatorial) é igual a 3*2*1=6. (* aqui representa multiplicação). Uma possibilidade seria calcular imediatamente 3* 3!*12=18*12=216 ficando 9 1 3 2 1216 2 9 1 3 2 112!.3.3 2 2 3 2 3 qW Sempre que pudermos evitaremos números grandes. Vamos iniciar, de forma diferente. 9 1 3 2 3 3 12.6.3 8 9 1 3 2 112!.3.3 2 22 3 qW Como vamos subtrair frações convém que as mesmas tenham o mesmo denominador. No caso 1=3/3. Se precisássemos calcular 1-3/5 utilizaríamos 1=5/5. 9 1 3 1 12.6.3 8 9 1 3 2 3 3 12.6.3 8 9 1 3 2 112!.3.3 2 222 3 qW Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 19 2.3Operações com expoentes Algumas regras de operações envolvendo expoentes: a.....a.a.a.aa n (n vezes) 0 1 1 1 0 a a a aa a n n nmmn aaa 0 0 b b a b a aa aa a a n nn nmnm nm m n n mn m n 1 n aa aa ER-012 32532 )..)(.(. xxxxxxxxx ER-013 374 3 7 ... .. ...... xxxxxx xxx xxxxxxx x x ER-014 5 2 3 Na HP-12C proceda da seguinte forma: 3 <enter> |introduz o 3 como x Visor=3 2 <enter> |passa o 3 para y Visor=2 5 <divide> |visor=0,4 yx |visor=1,551845574 Esta operação equivale a 5 1 55 25 2 9933 Na calculadora é resolvido assim: 9 <enter> |introduz o 9 como x Visor=9 5 1/x |Visor=0,2 yx |visor=1,551845574 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 20 ER-015 3 33 y x y x EP-017 Calcule : 23 22 4 1 EP-018 Calcule : 31 )4(2 EP-019 Calcule : 07344 320)2()2(1 EP-020 Calcule : 22 2 5431 1 1 2 1 5 4 EP-021 Calcule : 2 1 16 2.4Continuação Continuamos com a simplificação 9 1 9 1 12.6.3 8 9 1 3 1 12.6.3 8 9 1 3 2 3 3 12.6.3 8 9 1 3 2 112!.3.3 2 222 3 qW Aqui temos uma possibilidade clara de simplificação que é o corte dos (1/9). Com vistas a exercitar frações vamos considerar outro caminho. 9 1 9 1 .12.18 8 9 1 9 1 12.6.3 8 qW Podemos alterar a ordem dos termos, ou seja: r*s=s*r: 9 1 9 1 .18.12 8 9 1 9 1 .12.18 8 9 1 9 1 12.6.3 8 qW Podemos simplificar 2 9 18 9 1 * 1 18 9 1 18 . Assim: 9 1 24 8 9 1 2.12 8 9 1 9 1 .18.12 8 9 1 9 1 .12.18 8 9 1 9 1 12.6.3 8 qW Podemos simplificar 3 1 3*8 1*8 24 8 . Assim: 27 1 9 1 3 1 9 1 24 8 9 1 2.12 8 qW Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 21 O tempo de espera na fila, em horas, é 1/27. ER-016 Qual o tempo, em minutos, correspondente a 1/27 horas? Para calcular quantos minutos há em meia hora basta multiplicar 60 minutos (-uma hora) por ½: 30 2 60 2 1 1 60 2 1 60 De forma semelhante se calcula quantos minutos há em 1/27 horas: 1 60 1 60 3(20) 20 60 2,22 27 1 27 27 3(9) 9 O tempo de espera é 2,22 minutos, ou seja 2 minutos mais 0,22 minutos. Como um minutos tem 60 segundos, 0,22 minutos correspondem a 60*0,22=13,2 segundos. Pode-se dizer que o cliente, em média, espera na fila, para ser atendido, 2 minutos e 13 segundos. EP-022 O tempo médio de espera de clientes na fila é de 17 3 horas. Quantos minutos e segundos espera o cliente em média? EP-023 Um farol fica aberto para a avenida 8 5 de 3 minutos e 8 3 de 3 minutos para a rua. Quantos segundos abre para cada uma das partes? 2.5Números especiais Um outro valor a calcular é a probabilidade de o tempo de espera na fila (Wq) superar um determinado tempo W. Se sabe que ρ=2, k=3, μ=12 e P0=1/9. )1( 0 1! )( k Wkk q eP k k WWP e O que chama a tenção nesta fórmula é a letra e. Esta letra é a constante de Neper: e = 2,7182818284590452353602874... É um número infinito e é calculado da seguinte forma: n n e n 1 1 Quanto maior for o valor de n com mais precisão obtemos o valor de e. Vamos calcular o valor de e com n=300. n n e n 300 300 1 1 1 1 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 22 Vamos fazer este cálculo na HP-12C. Se não tem a calculadora pode fazer o download dela no site http://www.profmeireles.com.br/home/default.asp Veja à direita, ao fundo da página. Você também pode fazer o download de http://www.baixaki.com.br/download/hewlett-packard-12c- financial-emulator.htm ER-017 Vamos começar com a fração 1/300. 300 <enter> |aparece no visor 300 Aperte a tecla 1/x |é a tecla <inverso de x>. Aparece no visor 0,003333333 |para ter o número de casas que deseja na HP use a função | f . f 5 coloca 5 casas decimais na calculadora 1 + | adiciona 1 ao resultado. Na HP a notação é polonesa, pelo |que é diferente das demais calculadoras. Visor=1,00333 300 yx |visor=2,713764887 que é abaixo de 2,7182818284590... |o verdadeiro valor de e. ER-018 Vamos aumentar o valor de n para 3000. n n e n 3000 3000 1 1 1 1 3000 <enter> |aparece no visor 3000 Aperte a tecla 1/x |é a tecla <inverso de x>. Visor 0,0003333333 1 + | adiciona 1 ao resultado. Visor= 1,000333333 3000 yx |visor=2,717826203 que é mais próximo de 2,7182818284590... |o verdadeiro valor de e. O valor PI é outro valor especial da matemática e é bem conhecido: é a razão entre o comprimento de um círculo e seu diâmetro e vale 3,14159265358979323846... Quando se diz que alguma coisa é a razão, é o mesmo que dizer que é a divisão... Comprimento do círculo= 3,14159265358979323846... D D= Comprimento do diâmetro Este símbolo (letra grega fi) representa um outro número muito especial, tal como pi ou e. Trata-se do número ...618033989,1 2 15 Este símbolo está relacionado à natureza bem como à estética e beleza. As relações proporcionais estão na razão Φ. Idealmente a altura do umbigo de uma pessoa deve ser h/ Φ. h h/Φ Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 23 ER-019 Por exemplo, se uma pessoa mede 173 cm de altura, diz-se que tem pernas proporcionais se o umbigo está a 10792,106 618,1 173173 cm Observar que ...618033989,1 2 15 ...618033989,0 ...618033989,1 11 ER-020 Comprovar na calculadora HP-12C que ...618033989,0 ...618033989,1 11 Inicialmente vamos calcular 2 15 5 <enter> |visor=5 g √x |2,236067977 que é a raiz quadrada de 5. Para extrair a raiz quadrada de um |número estando esse número no visor aperta-se a tecla azul g (função g) e |em seguida a tecla com √x em azul (segunda tecla à esquerda da calculadora) 1 + |3,236067977 2 <divide> |visor=1,618033989 Para calcular o inverso de Φ basta apertar a tecla 1/x |0,618033989 ER-021 Calcular o valor de Φ2 Tendo o valor do inverso de Φ na calculadora =0,618033989 aperte a tecla 1/x |surge o valor de Fi: 1,618033990 insira 2 e aperte yx |visor=2,618033993. Ou seja: Φ2= Φ+1 ER-022 Para entender o significado de algumas das teclas na HP-12C basta ter em conta o seguinte: x é o que está no visor. Por exemplo você tecla 2, e vê o 2. Para a calculadora 2 é o x. Faça 2 <enter> |x=2 Introduza agora na calculadora 3 Insira 3 |x=3 pois o número que você vê é o 3. E o número 2 que estava lá? Foi para a pilha de baixo. O dois é agora y. y=2 Aperte a tecla x><y que está logo acima da tecla STO. Aparece o número 2. A tecla x><y denomina-se “x Exchange y” e faz a troca das pilhas x e y. De modo que a tecla yx eleva o valor y à potência x. Para se calcular 42 digita-se 4 <enter> 4 é o x Digita-se 2 (2 agora é x e o 4 é y) Aperta-se a tecla yx O número 4 é elevado a 2 ed surge no visor 16. Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 24 ER-023 Calcule na HP-12C o valor de 1 1 0 e e e Para calcular 0e basta digitar 0 e apertar g ex |visor= 1,0000 Para calcular 1e basta digitar 1 e apertar g ex |visor= 2,718281828 Para calcular 1e basta digitar 1 apertar CHS que é a tecla de “change signal” . O número 1 aparece agora -1. Tendo este valor no visor basta apertar g ex |visor= 0,367879441 Aperte agora a tecla 1/x Surge no visor 2,718281828. 2.6Continuação do problema O objetivo agora é calcular a probabilidade de o tempo de espera na fila (Wq) superar um determinado tempo W. O tempo de espera W é de 10 minutos, mas deve ser expresso em horas. ER-024 Exprimir 10 minutos em horas. O problema é simples e envolve uma regra de três: 6 1 60 10 60 10*1 x Portanto 10 minutos é 1/6 de hora. Se sabe que ρ=2, k=3, μ=12 e P0=1/9. É feita a substituição dos valores: 3 2 1 6 1 .12.33)1( 0 9 1 3 2 1!3 2 1! )( eeP k k WWP k Wkk q Podemos resolver o numerador e o denominador da fração: 3 2 1 6 1 .12.3 3 2 1 6 1 .12.3 3 2 1 6 1 .12.33 9 1 3 1 6 8 9 1 3 2 3 3 6 8 9 1 3 2 1!3 2 )( eeeWWP q 3 2 1 6 1 .12.3 3 2 1 6 1 .12.3 3 2 1 6 1 .12.3 9 1 2 8 9 1 3 6 8 9 1 3 1 6 8 )( eeeWWP q 3 2 1 6 1 .12.3 3 2 1 6 1 .12.3 3 2 1 6 1 .12.3 3 2 1 6 1 .12.3 9 4 9*2 4*2 18 8 9 1 2 8 )( eeeeWWP q Resolvemos agora o expoente de e: 2..3 3 2.. 3 1 2..3 3 2 3 3 6 12 ..3 3 2 1 6 1 .12.3 9 4 9 4 9 4 9 4 9 4 )( eeeeeWWP q 60 minutos 1 hora 10 minutos x hora Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 25 Agora na calculadora HP-12C obtém-se o valor: 3 <enter> |visor=3 CHS |visor= -3 g ex |calcula e-2. Visor=0,135335283 4 x |visor=0,541341133 9 <divide> |visor= 0,060149015 Como a resposta é a probabilidade de o tempo de espera na fila ser maior de 10 minutos (=1/6 de hora) a resposta é 0,0601 ou (multiplicando por 100)= 6,01%. 2.7Exercícios propostos EP-024 Calcule: 2 1 5 3 3 2 2 15 2 EP-025 62 4.4 EP-026 3 5 123 123 EP-027 Calcule: 7 3 4 EP-028 Calcule 4 3 5 3 EP-029 Calcule : 24 22 3 2 EP-030 Calcule : 22 )4(2 EP-031 Calcule : 02426 31520)2()2(1 EP-032 Calcule : 2 2 3 3 2 21 1 2 2 3 5 3 EP-033 Calcule : 2 1 64 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 26 Gabarito EP-017 88 4 1 4 1 4 1 8 4 1 2 1 8 4 1 22 4 1 2 23 EP-018 64 33 128 66 128 2 128 64 )2( 64 1 )64( 2 1 64 1 2 1 4 1 2 1 )4(2 31 31 EP-019 26181710)8(161320)2()2(1 07344 EP-020 2 2 22 2 191 1 )10( 1 1 )5( 2 1 )2( 5 4 5431 1 1 2 1 5 4 1521 1*169 1521 100*9 9 1 169 100 9 1 100 169 1 1 9 1 100 169 1 9 1 10 13 1 1 1 10 1 10 13 )1( 1 10 1 10 10 10 5 10 8 2 2 2 2 1521 1069 1521 169 1521 900 1521 1*169 1521 100*9 EP-021 41616 2 1 EP-022 O tempo médio de espera de clientes na fila é de 17 3 horas. Quantos minutos e segundos espera o cliente em média? 588,10 17 180 1 17 3*60 1 17 3 *60 x 3/17 horas corresponde a 10,588 minutos= 10 minutos + 0,588 minutos = 10 minutos +(0,588*60) segundos= 10 minutos e 35 segundos: 10’ 35” EP-023 Um farol fica aberto para a avenida 8 5 de 3 minutos e 83 de 3 minutos para a rua. Quantos segundos abre para cada uma das partes? 875,1 8 15 3* 8 5 O farol abre 1,875 minutos para a avenida, ou seja: 1 minuto +0,875(60) segundos= 1 minuto e 52 segundos. O tempo que falta para 3 minutos que é 1 minuto e 8 segundos abre para a rua: Avenida: 1’ 52” Rua: 1’ 8” 1 hora 60 minutos 3/17 horas x minutos Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 27 EP-024 10 11 18 89)5(9 10 11 18 8 18 9)5(9 10 11 2*9 2*4 9*2 )15(9 10 5 10 6 9 4 2 15 2 1 5 3 3 2 2 15 2 066899585,1 198 10590 18*11 ]159[10 10 11 18 89)5(9 Concluindo na HP-12C: 5 <enter> g √x |visor 2,236067977 90 x | visor 201,2461179 10 + |visor 211,2461179 198 <divide> |visor 1,066899585 EP-025 65536444.4 86262 Na HP-12C: 4 <enter> 8 yx EP-026 15129123123 123 123 2)35( 3 5 Na HP-12C: 123 <enter> 2 yx EP-027 7 3 4 Na HP-12C proceda da seguinte forma: 4 <enter> |introduz o 4 como x Visor=4 3 <enter> |passa o 3 para y Visor=3 7 <divide> |visor=0,428571429 yx |visor=1,811447329 EP-028 4 3 5 3 3 <enter> 5 <divide> |visor: 0,6 3 <enter> |passa o 3 para y Visor=3 4 <divide> |visor=0,0,75 yx |visor=0,681731620 EP-029 12 1*3 12 16*12 12 2*4 4 1 1 16 3 2 2 1 16 3 2 22 3 2 2 24 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 28 12 197 12 3 12 192 12 8 12 1*3 12 16*12 12 2*4 EP-030 16 5 64 20 64 4 64 16 16 1 4 1 4 1 2 1 )4(2 22 22 EP-031 1011110)16(4131520)2()2(1 02426 EP-032 2 3 2 2 3 3 2 1 41 1 1 2 2 3 5 3 3 2 21 1 2 2 3 5 3 9 4 1 1 5 1 10 20 10 15 10 6 9 4 1 5 1 1*10 2*10 2*5 3*5 5*2 3*2 33 4 9 1 5 1 1000 1331 1 1 4 9 5 1 10 11 1 9 4 1 1 5 1 10 11 3 3 11*1331 4*1331 1331*11 1000*11 11 4 1331 1000 4 11 1 1 1331 1000 4 9 4 20 1 1 1331 1000 4*1 9*1 1*4 5*4 1 1 1331 1000 1331 1484 14641 16324 14641 5324 14641 11000 11*1331 4*1331 1331*11 1000*11 EP-033 86464 2 1 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 29 Manuel Meireles Matemática básica para Administradores 2a. edição Texto básico da disciplina Matemática para Administradores. Este texto está disponibilizado no site www.profmeireles.com.br São Paulo 2019 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 30 Caderno 3 Reciclagem de conceitos básicos -parte 3 3 1 1 n n n e Os exercícios resolvidos são numerados e antecedidos de ER; já os exercícios propostos são numerados e antecedidos por EP. Exercícios propostos Resolva os problemas abaixo referentes à matéria dos cadernos anteriores: EP-034 4 1 2 1i i i A EP-035 4 2 2 ! i i i ii B Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 31 EP-036 23 3 1 2 C EP-037 5 2 . 3 1 6 4 2 3 4 e D EP-038 !05 3 3 5 . 2 4 3 2 5 3 02 e E EP-039 4 1 2 ! i i i i F Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 32 EP-040 3 1 1 2 3 n n n eG EP-041 3 2 . 4 3 2 5 3 H Simplificar as expressões seguintes: usamos a divisão e/ou o fator comum. EP-042 3 6x EP-043 2 64 x EP-044 x xx 3 93 2 EP-045 xy yxxy 22 2416 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 33 Gabarito EP-034 14 4 13 3 12 2 11 1 1 22224 1 2 i i i A )24()30()40()60( 120 384 120 270 120 160 120 60 5 16 4 9 3 4 2 1 60 437 120 874 O número 437=19*23 e não dá para simplificar mais a fração. EP-035 42 4!4 32 3!3 22 2!2 2 ! 4324 2i i i ii B 6 232 5 21 4 2 6 25624 5 276 4 42 30 1301 *1 30 1160 30 126 30 15 *1 3 116 5 21 2 1 )10()6()15( 30 1301 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 34 EP-036 21 3 63 1*3 9*7 9 1 3 7 9 1 3 1 3 6 9 1 3 1 1 2 3 1 3 1 1 2 3 3 1 2 )1()3( 2 2 C EP-037 54342,0 15 2 6 15 2 6 5 2 . 3 1 6 5 2 . 3 1 6 12 10 12 6 12 164 2 3 4 4 2 3 4 )3()4( eeee D O valor 0,54342 foi assim obtido na calculadora HP-12C: Vamos começar com a fração -10/12. 10 <enter> |aparece no visor 10 12 | Aparece no visor 0,83333 |para ter o número de casas que deseja na HP use a função CHS |troca o sinal. Visor: -0,83333 Temos assim o expoente de e. g ex |visor: 0,43460 O valor pode ser salvo na memória 1 STO 1 |salva na memória 1 2 <enter> 15 <divide> |visor: 0,1333 6 <enter> |visor: 6 g x |visor: 0,36515 + |visor: 0,79975 (valor do denominador STO 2 |salva na memória 2 o valor do denominador RCL 1 |visor: 0,43460 RCL 2 |visor:0,79975 |visor: 0,54342 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 35 EP-038 !05 9 6 20 3 2 5 3 !05 3 3 5 . 2 4 3 2 5 3 0 )15()30()18( 02 ee E Como os valores multiplicadores (18) (30) e (15) são divisíveis por 3, podemos escrever (6) (10) e (5) 5 4 15 31 5 5 5 9 30 62 1 1 5 9 30 100 30 20 30 18 !05 9 6 20 3 2 5 3 )5()1( 0 )5()10()6( e 12 313*4 31 15*4 5*31 5 4 15 31 EP-039 !4 4 4 !3 3 3 !2 2 2 !1 1 1 ! 22224 1 2 i i i i F 24 4 1 16 6 3 1 9 2 2 1 4 1 1 1 1 24 4 16 6 3 9 2 2 4 1 1 1 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 36 119961841 4*1 24*16 3*1 6*9 2*1 2*4 1*1 1*1 EP-040 ] 3 13 2 12 1 11 [ 1 2 3 2 3 3 1 eeG n n n ] 6 29 [] 6 8 6 9 6 12 [ ] 3 4 2 3 1 2 [ 2 3 2 3 2 3 )2()3()6( eee 50796,1 2 3 ]6 29 [ e O valor 1,50796 foi assim obtido na calculadora HP-12C: Vamos começar com a fração -29/6. 29 <enter> |aparece no visor 29 6 | Aparece no visor 4,83333 |para ter o número de casas que deseja na HP use a função CHS |troca o sinal. Visor: -4,83333 Temos assim o expoente de e. g ex |visor: 0,0796 3 <enter> 2 |1,5 + |visor: 1,50796 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 37 EP-041 12 6 8 1 1 5 12 6 2 1 5 3 2 . 4 3 2 5 3 3 H 12 6596 12 6 12 596 12 6 1 58 )1()12( O valor 1,50796 foi assim obtido na calculadora HP-12C: 5 <enter> |visor: 5 g x |visor: 2,23607 96 x |visor: 214,66253 6 + |visor|220,66253 12 |18,38854 EP-042 x x 2 3 6 EP-043 322 64 xx Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 38 EP-044 33 93 2 x x xx EP-045 xy xy yxxy 2416 2416 22 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 39 Manuel Meireles Matemática básica para Administradores 2a. edição Texto básico da disciplina Matemática para Administradores. Este texto está disponibilizado no site www.profmeireles.com.br São Paulo 2019 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 40 Caderno 4 Regressão Linear simples Prop Lu cr o 12011010090807060504030 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 S 84.0520 R-Sq 95.8% R-Sq(adj) 94.4% Fitted Line Plot Lucro = - 43.1 + 10.42 Prop Os exercícios resolvidos são numerados e antecedidos de ER; já os exercícios propostos são numerados e antecedidos por EP. 4.1- Funções lineares Uma função f, é uma correspondência entre dois conjuntos X e Y, de tal forma que a cada elemento xX, corresponde um único elemento yY. X se chama “domínio da função f” Y se chama “contradomínio da função f” Ao conjunto de elementos yY que estão em correspondência con algum xX, se chama “amplitude da função f” Quando se escreve y=f(x) se afirma que o valor de y é em função do valor de x e esse valor depende da regra como as variáveis X e Y se relacionam. Poe exemplo: xy 411 A regra acima afirma que o valor de Y é igual a quatro vezes o valor de X mais 11. Por isso se diz que Y depende do valor de X. Y é designada de “variável dependente” e X é designada de “variável independente”. De forma geral o domínio de X e o correspondente domínio de Y pertencem ao conjunto de números reais. Se ambos os conjuntos xX, e yY pertencem ao conjunto de números reais diz-se que y=f(x) é uma função real de uma variável real. 4.1.1- Conjuntos numéricos Os diversos tipos de números existentes são agrupados em conjuntos Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 41 Números Naturais N Os números NATURAIS são representados pela letra . Originalmente, o zero não estava incluído neste conjunto, mas pela necessidade de representar uma quantia nula, definiu-se este número como sendo pertencente ao conjunto dos Naturais. Portanto: o conjunto dos números inteiros, representado pela letra . Números inteiros Z O conjunto dos números inteiros é formado por todos os números NATURAIS mais todos os seus representantes negativos. Números racionais Q Os números RACIONAIS ( ), são todos aqueles que podem ser representados por uma fração de números inteiros. Números Irracionais I OI conjunto dos números irracionais é formado por todos os números que NÃO podem ser representados por uma fração de números inteiros. Este conjunto é representado por . As raízes quadradas não exatas são os principais representantes deste conjunto. Por exemplo: => Todos estes valores não podem ser representados por uma fração de números inteiros, portanto, são chamados de números irracionais. => Este número também não tem uma representação em forma de fração, por isso também é um número irracional. Ou seja, se somarmos um racional com um irracional teremos como resultado um irracional. => Este também é irracional, pelo mesmo motivo do número acima. Também estão neste conjunto o número pi (π=3,141592...), o número de Euler (e = 2,71828...), e alguns outros. Números reais R O conjunto de números reais é simbolizado pela letra R. Todo número inteiro ou decimal é considerado real. Estrutura de R Propriedades da adição Associativa: (x + y) + z = x + (y + z) Comutativa: x + y = y + x Elemento neutro: x + 0 = 0 + x = x Simétrico Aditivo ou aposto: x + (-x) = (-x) + x = 0 Propriedades de multiplicação Associativa: (x. y) . z = x . (y. z) Comutativa: x . y = y. x Elemento neutro: x . 1 = 1 . x = x Simétrico multiplicativo ou inverso: x . x-1 = x-1 . x = 1 Propriedade distributiva da multiplicação em relação á adição x . (y + z) = xy + xz Propriedades da Relação de ordem Reflexiva: x ≤ x Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 42 Anti-simétrica: x ≤ y e y ≤ x ⇒ x = y Transitiva: x ≤ y e y ≤ z ⇒ x ≤ z Tricotomia ou ordem total: x < y ou x = y ou x > y Compatibilidade com a adição: x ≤ y ⇒ x + z ≤ y + z Compatibilidade com a multiplicação: z > 0 logo, x ≤ y ⇒ x . z ≤ y . z z < 0 logo, x ≤ z ⇒ x . z ≥ y . z Conjuntos derivados }0{* RR }0|{ xRxR }0|{* xRxR }0|{* xRxR }0|{ xRxR 4.2-Regressão linear Na Administração as funções lineares do tipo bxay são muito utilizadas. Seja o seguinte exemplo: Seja iX o investimento em publicidade e iY o lucro para uma certa empresa no ano i . Tem-se a tabela seguinte em que os valores de iX e iY estão em dezenas de milhares de euros: Ano iX iY 2006 50 500 2007 40 400 2008 80 750 2009 100 900 2010 120 1300 Admitindo que o investimento em publicidade explique o lucro, em cada ano, descreva as regras da função bxay isto é propagandabaLucro Resolução usando o método dos mínimos quadrados Para se chegar à equação y=a+bx é necessário resolver o seguinte sistema de matrizes: )(*2 xy y b a xx xn onde n = quantidade de pares (x,y) disponíveis. Para resolvermos este produto de matrizes precisamos conhecer os elementos das matrizes: 5n pois 5 são os pares de valores(x; y) Fazendo uso da HP-12C podemos inserir os dados na calculadora: f clear |para limpar a calculadora. Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 43 500 <enter> 50 + |No visor surge 1,00 indicando que é o primeiro par de valores introduzido. Se aparecer um número diferente de 1,00 significa que esqueceu de f clear . Limpe os registradores das somatórias e recomece. 400 <enter> 40 + |visor= 2,00 ... 1300 <enter> 120 + |visor= 5,00 indicando que é o quinto par de valores. Agora é necessário buscar os valores na HP-12C para preencher as matrizes abaixo: )(*2 xy y b a xx xn Veja que no verso da sua calculadora HP-12C há um quadro que mostra: 3 2 2 1 Rx Rx Rn etc Quer dizer que se se deseja saber a somatória dos valores x simplesmente se consulta o registro 2: RCL 2 Neste exemplo: RCL 2= 390 )(*2 xy y b a xx xn Substituindo pelos valores: 347000 3850 * 34900390 3905 b a Ao multiplicar matrizes faz-se a multiplicação elemento a elemento de linha por coluna. Neste caso: 34700034900390 38503905 ba ba Como uma igualdade não se altera se multiplicarmos ambos os membros pelo mesmo número (por exemplo 10c+2b=40 se multiplicar ambos os membros por 3 temos 30c+6b=120) Para resolvermos o sistema de equações acima dividimos Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 44 78 5 390 a a e 487,89 390 34900 b b Como 78 é um número inteiro, vamos multiplicar a primeira linha por (-78) 34700034900390 )78(38503905 ba ba 34700034900390 30030030420390 ba ba A primeira linha deste sistema de equações manteve-se inalterável, pois ambos os termos foram multiplicados por -78. Somam-se, agora as duas linhas do sistema: 4670044800 ba Que é o mesmo que 467004480 b 424,10 4480 467000 b Como se conhece já o valor de b basta substituir este valor em qualquer uma das linhas da equação do sistema. 34700034900390 38503905 ba ba Escolhemos a primeira linha 38503905 ba Substituimos b por 10,42 3850)424,10(3905 a 385036,40655 a 36,406538505 a 36,2155 a Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 45 01,43072,43 5 36,215 a A equação tem a forma função bxay isto é propagandabaLucro isto é: propagandaLucro 42,1001,43 xy 42,1001,43 O valor a= -43,01 é o ponto onde a linha corte o eixo y; o valor b é a inclinação da linha, isdto é, é a tangente do ângulo. Prop Lu cr o 12011010090807060504030 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 S 84.0520 R-Sq 95.8% R-Sq(adj) 94.4% Fitted Line Plot Lucro = - 43.1 + 10.42 Prop a=-43,01 b 4,133 Solução pela HP-12C Na HP-12C depois da introdução dos dados pode-se fazer o seguinte: 0 <enter> g ry,ˆ |aparece no visor -43,08 Este é o valor correspondente a x=0 y=-43,08 0 <enter> g rx,ˆ |aparece no visor 4,133 Este é o valor correspondente a y=0 x=4.133 A tangente é dada por Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 46 42,10 133,4 08,43 b Com este exemplo se observa que propagandaLucro 42,1001,43 xy 42,1001,43 Desta forma o Administrador pode estimar o lucro que terá em função dos gastos com propaganda. -Que lucro o Administrador deve esperar se gastar em 2012 130 mil? Resposta: propagandaLucro 42,1001,43 1312)130(42,1001,43 Lucro Exercícios propostos Resolva os problemas abaixo usando a calculadora HP-12C EP-046 Um Administrador observou que os erros cometidos por seus funcionários em um mês podem estar associados à duração do treinamento que eles recebem. Determine a função do tipo y=a+bx e diga quanto deve receber de treinamento um funcionário para que a média de erros cometidos em um mês seja de 12. Horas de treinamento Erros cometidos 10 80 15 55 23 33 19 40 32 25 45 19 36 17 EP-047 Um Administrador observou que a satisfação dos clientes com os funcionários que os atendem está relacionada aos erros cometidos por seus funcionários. Determine a função do tipo y=a+bx e diga quanto deve receber de treinamento um funcionário para que a média de satisfação dos clientes seja de 7 (numa escala de 1 a 10). Horas de treinamento Satisfação dos clientes 10 1.3 15 1.7 23 2.6 19 2.2 32 3.5 45 5.2 36 4.1 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 47 EP-048 Um Administrador observou que a quantidade de unidades vendidas de um produto está associada ao seu preço. a) Determine a função do tipo y=a+bx e diga quanto deverá ser o volume de vendas quando o preço é de $27. b) Determine qual deverá ser o preço para que sejam vendidas 2600 unidades Preço Vendas 23 2320 25 2150 29 1890 35 1460 Gabarito EP-046 Um Administrador observou que os erros cometidos por seus funcionários em um mês podem estar associados à duração do treinamento que eles recebem. Determine a função do tipo y=a+bx e diga quanto deve receber de treinamento um funcionário para que a média de erros cometidos em um mês seja de 12. y=80,01 -1,617 x y=80,01 -1,617 HorasTreinamento 12=80,01-1,617 x 12-80,01=-1,617 x -68,01=-1,617 x 06,42 617,1 01,68 x Para que a média de erros cometidos em um mês seja em média de 12 os funcionários devem receber 42 horas de treinamento. Horas de treinamento Erros cometidos 10 80 15 55 23 33 19 40 32 25 45 19 36 17 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 48 Treinamento Er ro s 5040302010 80 70 60 50 40 30 20 10 0 S 11.1018 R-Sq 79.8% R-Sq(adj) 75.8% Fitted Line Plot Erros = 80.01 - 1.617 Treinamento EP-047 Um Administrador observou que a satisfação dos clientes com os funcionários que os atendem está relacionada aos erros cometidos por seus funcionários. Determine a função do tipo y=a+bx e diga quanto deve receber de treinamento um funcionário para que a média de satisfação dos clientes seja de 7 (numa escala de 1 a 10). y=0,07209 +0,1116 x y=0,07209 +0,1116 HorasTreinamento 7=0,07209 + 0,1116 x 7-0,07209=0,1116 x 6,9279=0,1116 x 07,62 1116,0 9279,6 x Para que a satisfação dos clientes seja em média de 7 os funcionários devem receber 62 horas de treinamento. Treinamento Sa ti sf aç ão 5040302010 5 4 3 2 1 S 0.0980437 R-Sq 99.6% R-Sq(adj) 99.5% Fitted Line Plot Satisfação = 0.07209 + 0.1116 Treinamento Horas de treinamento Satisfação dos clientes 10 1.3 15 1.7 23 2.6 19 2.2 32 3.5 45 5.2 36 4.1 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 49 EP-048 Um Administrador observou que a quantidade de unidades vendidas de um produto está associada ao seu preço. a) Determine a função do tipo y=a+bx e diga quanto deverá ser o volume de vendas quando o preço é de $27. b) Determine qual deverá ser o preço para que sejam vendidas 2600 unidades y=3935 – 70,71 x y=3935 - 70,71 Preço a) quanto deverá ser o volume de vendas quando o preço é de $27. y=3935 - 70,71 Preço y=3935 -70,71 (27) y=3935 – 1909,17 =2026 Quando o preço for de $27 devem ser vendidas 2026 unidades b) qual deverá ser o preço para que sejam vendidas 2600 unidades y=3935 - 70,71 Preço 2600=3935 - 70,71 Preço 2600-3935=-70,71 Preço -1335=-70,71 Preço 88,18 71,70 1335 Pr eço Para que sejam vendidas 2600 unidades o preço deve ser de #18,88. Preço V en da s 3634323028262422 2400 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 S 15.1186 R-Sq 99.9% R-Sq(adj) 99.8% Fitted Line Plot Vendas = 3935 - 70.71 Preço Preço Vendas 23 2320 25 2150 29 1890 35 1460 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 50 Manuel Meireles Matemática básica para Administradores 2a. edição Texto básico da disciplina Matemática para Administradores. Este texto está disponibilizado no site www.profmeireles.com.br São Paulo 2019 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 51 Caderno 5 Regressão Linear simples -parte 2 Os exercícios resolvidos são numerados e antecedidos de ER; já os exercícios propostos são numerados e antecedidos por EP. 5.1- Funções lineares Em Administração são muito comuns os casos em que um administrador encontra relações entre duas variáveis (x;y) expressas por uma reta. Tais relações são funções lineares de forma geral descritas como sendo y=f(x) isto é: y é uma função de x; y depende de x. As funções lineares do tipo dependendo da relação expressão associações positivas (y=a+bx) ou associações negativas (y=a-bx) Uma função é do tipo y=a+bx se a reta que descreve a função se afasta do eixo y, para a direita, subindo: neste caso x cresce e y também. Uma função é do tipo y=a-bx se a reta que descreve a função se afasta do eixo y, para a direita descendo: neste caso x cresce e y decresce. Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 52 O que interessa a um administrador é conhecer os valores a e b da função y=abx. O valor a é o valor onde a reta corta o eixo dos y. x y 12 x y -7 x y 43 x y 43 I II III IV Nos casos acima as funções y=f(x), têm os seguintes valores a: Caso I y= 12+bx Caso II y= -7+bx Caso III y= 43-bx Caso IV y= 43-bx O valor b é dado pela inclinação da reta. A inclinação da reta é dada pelo Δy/Δx ou seja. Observar que interessa apenas o valor absoluto do número, ou seja: não se considera o sinal já que o sinal referente a b é obtido como mostrado acima. Caso I b= 12/24 =0,5 Caso II b= 7/16 = 0,4375 Caso III b= 43/59 = 0,7288 Caso IV b= 43/19 = 2,2632 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 53 x y 12 -24 x y -7 16 x y 43 59 x y 43 19 I II III IV Desta forma as funções aqui estudadas são expressas da seguinte forma: Caso I y= 12+0,5x Caso II y= -7+0,4375x Caso III y= 43-0,7288x Caso IV y= 43-2,2632x O administrador tem interesse em conhecer a regra (fórmula) da função pois ela é fundamental para tomar decisões. Quando um administrador toma decisões baseado em análise de dados e não na sua intuição ou percepção diz-se que ele “decide com base em fatos”. ER-025 Admitamos que o caso I, no qual y= 12+0,5x exprima a relação entre Negócios Fechados e anúncios publicados. Qual é o número de negócios que serão fechados se se publicar 4 anúncios? Resposta: A função y= 12+0,5x só pode significar o seguinte: Negócios Fechados = 12+0,5 Anúncios Publicados Neste exemplo: Negócios Fechados = 12+0,5 Anúncios Publicados Negócios Fechados = 12+0,5 (4) 14 = 12+0,5 (4) Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 54 EP-049 Resolva o seguinte problema proposto: Um administrador observou que a associação entre a quantidade de paradas de uma máquina, por semana, e a temperatura no ambiente segue a regra y= -7+0,4375x. O ambiente geralmente opera entre 25 e 36o. C. -Quantas paradas por semana, em média, ocorrem quando a temperatura ambiente está a 30o. C. -Qual deve ser a temperatura do ambiente para não se observar paradas devido à temperatura EP-050 Resolva o seguinte problema proposto: Um administrador observou que a associação entre os erros cometidos por um operador, no mês depende do número de horas de treinamento por ano e tem a regra: y= 43-0,7288x -Quantos erros comete, por mês, um operador que tenha recebido um treinamento de 20 horas por ano? -Qual deve ser o número de horas de treinamento por ano que um operador qualquer deve receber para não cometer erros? 5.1.1- Funções lineares resolvidas no Excel O que importa a um administrador é obter os valores a e b quando encontra associações lineares. Para encontrar tais valores uma possibilidade é usar a planilha Excel, que é muito comum. vamos ver alguns exemplos já utilizados em casos anteriores: ER-026 Admitamos que um administrador tenha estudado a associação entre horas de treinamento recebidas pelo funcionário e os erros que ele comete. Os valores observados estão dados na tabela abaixo. Observe que para evitar problemas primeiro estão os valores da coluna y e, depois os valores de x. O valor de a é obtido com a função INTERCEPÇÃO e o valor de b é obtido com a função INCLINAÇÂO. 5.1.2- Funções lineares resolvidas na calculadora HP-12C Na calculadora HP-12C é fácil obter os valores a e b referentes a uma função linear. ER-027 Calcular os valores a e b da associação dada ao lado. Inicialmente dispomos as colunas, y e x, nesta ordem para facilitar a entrada dos dados. Se limpa a área das somatórias. Este é um procedimento importante para não haver resíduos de cálculos anteriores. f clear Σ = f SST |Limpa registradores das somatórias y x Erros cometidos Horas de treinamento 80 10 55 15 33 23 40 19 25 32 19 45 17 36 INTERCEPÇÃO 80,01 =INTERCEPÇÃO(E4:E10;F4:F10) INCLINAÇÃO -1,62 =INCLINAÇÃO(E4:E10;F4:F10) y x Satisfação dos clientes Horas de treinamento 1,3 10 1,7 15 2,6 23 2,2 19 3,5 32 5,2 45 4,1 36 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 55 Introduz-se cada par de dados (y;x) isto é, primeiro o y, depois o x. 1,3 <enter> 10 Σ+ | A tecla Σ+ está ao lado de tecla + Visor=1 1,7 <enter> 15 Σ+ | Visor= 2 e se faz isto para todos os valores até 4,1 <enter> 36 Σ+ | Visor= 7 Quer isto dizer que foram introduzidos 7 pares de valores. Observar que depois do primeiro par de valores introduzido surge no visor 1,00. Se notar número diferente significa que não limpou os registradores das somatórias. Tecle f clear Σ = f SST e recomece os lançamentos. Uma vez feitos os lançamentos dos pares (y;x) proceda do seguinte modo: 0 g Ŷ,r |Visor= 0,0721. Entende-se aqui que quando x=0 o valor y estimado (o chamado “y chapéu” é 0,0721 0 g rx,ˆ |Visor= -0,6457. Entende-se aqui que quando y=0 o valor x estimado (o chamado “x chapéu” é -0,6457 Desta forma sabe-se que a=0,0721 b= 0,0721/0.645 = 0,11 Estes valores conferem com os cálculos obtidos na planilha Excel com as funções INTERCEPÇÃO e INCLINAÇÂO y x Satisfação dos clientes Horas de treinamento 1,3 10 1,7 15 2,6 23 2,2 19 3,5 32 5,2 45 4,1 36 INTERCEPÇÃO 0,07 =INTERCEPÇÃO(E4:E10;F4:F10) INCLINAÇÃO 0,11 =INCLINAÇÃO(E4:E10;F4:F10) 5.1.2- Funções lineares resolvidas pelo método dos mínimos quadrados ER-028 Calcular os valores a e b da associação dada no caso anterior por meio do método dos mínimosquadrados. Para determinar y=a+bx é necessário resolver o seguinte sistema de matrizes: )(*2 xy y b a xx xn onde n = quantidade de pares (x,y) disponíveis. Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 56 Os valores necessários para resolver este produto de matrizes já estão na HP-12C. Veja no verso da HP que há um quadro que informa em quais registradores se encontram os valores necessários para resolver este produto de matrizes. 3 2 2 1 Rx Rx Rn É necessário preencher com valores esta matriz )(*2 xy y b a xx xn Para obter n que está no Registrador R1 fazemos RCL 1 n=7, Substituímos o valor: )(* 7 2 xy y b a xx x A somatória de x está no registrador R2: fazemos RCL 1 e temos 180. Substituímos )(*180 1807 2 xy y b a x E assim fazemos para os demais valores: 7,633 6,20 * 5560180 1807 b a Montamos o conjunto de equações pertinente: 7,6335560180 6,201807 ba ba Agora surge a questão? Por qual número deveremos multiplicar 7a para obtermos -180a de forma a eliminarmos o primeiro fator? Basta dividir 180/7=25,7143 Armazenamos esse valor na memória 0: 180 <enter> 7 CHS |Visor= -25,7143 STO 0 | O valor -25,7143 foi armazenado na memória 0 Para multiplicar a primeira linha por -25,7143 (que está na memória 0 fazemos: 7 <enter> RCL 0 X |visor=-180 180 <enter> RCL 0 X |visor=-4628,5714 20,6 <enter> RCL 0 X |visor=-529,7143 Reescrevemos a primeira linha com estes novos valores 7,6335560180 7143,5295714,4628180 ba ba Somamos as duas equações -180 a + 180 a = 0 -4628,5714 b +5560 b= 931,4286 b -529,7143 +633,7=103,9857 9857,1034286,931 b Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 57 1116,0 4286,931 9857,103 b Conhecendo b podemos agora encontrar a, bastando, para tal, fazer a substituição de b numa das equações. 6,201807 ba 6,20)1116,0(1807 a 6,200954,207 a 0954,206,207 a 5046,07 a 0721,0 7 5046,0 a Estes resultados: a= 0,0721 e b=0,1116 são compatíveis com as soluções encontradas via HP-12C e via Excel. ER-029 O uso da correlação (função linear) pode ser útil para se estimar volume de vendas. Admita-se que uma empresa tenha feito as vendas de um dado produto em anos anteriores como mostra a tabela abaixo. A variável x (ano) pode ser substituída por uma equivalente x’ reduzida. y x x' Vendas Ano Ano' 120 2003 1 128 2004 2 136 2005 3 147 2006 4 159 2007 5 171 2008 6 183 2009 7 197 2010 8 211 2011 9 INTERCEPÇÂO 103,92 =INTERCEPÇÃO(D41:D49;F41:F49) INCLINAÇÂO 11,48 =INCLINAÇÃO(D41:D49;F41:F49) Neste caso a função é descrita da forma y=a+bx’ y=103,92+11,48x’ Para se prever as vendas para 2012 x’ assume o valor de 10. Gabarito EP-049 Resolva o seguinte problema proposto: Um administrador observou que a associação entre a quantidade de paradas de uma máquina, por semana, e a temperatura no ambiente segue a regra y= -7+0,4375x. O ambiente geralmente opera entre 25 e 36o. C. Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 58 -Quantas paradas por semana, em média, ocorrem quando a temperatura ambiente está a 30o. C. y é a quantidade de paradas da máquina x é a temperatura (pois x causa y) Quando a temperatura x=30, então y= -7+0,4375(30) =6,125 à temperatura de 30 graus a máquina, em média pára 6,125 vezes na semana. -Qual deve ser a temperatura do ambiente para não se observar paradas devido à temperatura Para que a máquina não pare y deve ser igual a 0: y= -7+0,4375x 0= -7+0,4375x 7= 0,4375x x 16 4375,0 7 Com a temperatura igual ou abaixo de 16 graus centígrados a máquina não pára. EP-050 Resolva o seguinte problema proposto: Um administrador observou que a associação entre os erros cometidos por um operador, no mês depende do número de horas de treinamento por ano e tem a regra: y= 43-0,7288x -Quantos erros comete, por mês, um operador que tenha recebido um treinamento de 20 horas por ano? y é a variável erros cometidos no mês x é a variável causal: horas de treinamento. Quando x=20 y= 43-0,7288 (20) =28,42 erros em média -Qual deve ser o número de horas de treinamento por ano que um operador qualquer deve receber para não cometer erros? Neste caso y=0 y= 43-0,7288x 0= 43-0,7288x -43= -0,7288x x 59 7288,0 43 Com 59 horas de treinamento um operador não deve cometer erros. Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 59 Manuel Meireles Matemática básica para Administradores 2a. edição Texto básico da disciplina Matemática para Administradores. Este texto está disponibilizado no site www.profmeireles.com.br São Paulo 2019 Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 60 Caderno 6 Funções não lineares Os exercícios resolvidos são numerados e antecedidos de ER; já os exercícios propostos são numerados e antecedidos por EP. 6.1- Funções lineares Uma função expressa uma relação do tipo y=f(x) que se lê: “y é uma função de x”, isto é, y depende de x. Por exemplo, y=4+3x é uma função, pois y depende de x. Se x tiver o valor de 5, y=4+3x==> y=4+3(5)==> y=19. Funções nas quais x está elevado a 1, isto é, funções nas quais se encontra x1 dizem-se funções lineares. A função y=4+3x pode ser escrita como y=4+3x1, pelo que é uma função linear, quer dizer: graficamente se expressa por uma reta. Também se dá a esse tipo de função o nome de função de primeiro grau. Graficamente a função y=4+3x é vista no gráfico da figura 1 2 3 4 5 6 10 12 14 16 18 20 22 Figura 1: função de primeiro grau y=4+3x Uma reta, portanto, expressa matematicamente uma função de primeiro grau do tipo y=abx A função y=4-3x tem, graficamente, o aspecto mostrado na figura 2. Matemática básica para Administradores Manuel Meireles 61 2 3 4 5 6 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 Figura 2: função de primeiro grau y=4 - 3x Em resumo: com o termo função se quer dizer que a variável y depende da variável x: y=f(x) lê-se: y depende de x, isto é: o valor da variável y depende do valor da variável x; com o termo primeiro grau, se quer dizer que o expoente de x é 1, isto é, que é uma função do tipo y=a+bx1. Obviamente como x1= x, a função é expressa pela forma y=a+bx. Por exemplo o gráfico correspondente à função y=3+4x, com a variável x no intervalo entre {-2,3} é dado pela figura 3. Observar que a função é do primeiro grau e, portanto, o gráfico dessa função é uma reta. Reparar que quando x=0, a função y=3+4x=3. É exatamente neste valor que a reta corta o eixo dos y. Figura 3: y=3+4x O gráfico da figura 4 corresponde à função y=3- 4x, no intervalo {-2,3}. A função é praticamente igual à anterior com troca do sinal de x. Repare que -4x pode ser escrito 4(-x). Figura 4: y=3-4x 6.2- Funções não-lineares Uma função não linear é aquela na qual o x tem expoente maior do que 1. A figura 5 mostra a função y=4+3x2. Observe que a linha já não é reta: é uma curva. -2 -1 1 2 3 -5 5 10 15 -2 -1 1 2 3 -5
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