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Gabarito das Autoatividades MATEMÁTICA APLICADA (ADG) 2011/1 Módulo IV 3UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A GABARITO DAS AUTOATIVIDADES DE MATEMÁTICA APLICADA UNIDADE 1 TÓPICO 1 1 Uma livraria vende uma revista por R$ 5,00 a unidade. Seja x a quantidade vendida. a) Obtenha a função receita. b) Calcule R (40). c) Qual a quantidade que deve ser vendida para dar uma receita igual a R$ 700,00? R.: a) R = 5x b) R(40) = 5.40 = 200 c) Q = 140 peças 2 O custo de fabricação de x unidades de um produto é dado pela função C(x) = 100 + 2x. Qual o custo de fabricação de 10 unidades? R.: C(10)= 100 + 2.10 = 120 3 Duas editoras oferecem emprego com as seguintes condições salariais: Empresa A - Fixo de R$ 800,00 e comissão de R$ 15,00 por coleção vendida. Empresa B - Fixo de R$ 600,00 e comissão de R$ 20,00 por coleção vendida. Faça uma análise e avalie qual é a melhor proposta salarial. Qual é a quantidade de coleções vendidas em que o salário das duas empresas será o mesmo? R.: a) Cálculo do ponto de equilíbrio (mesmo custo) Empresa A Empresa B SA = 800 + 15x SB = 600 + 20x 4 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A Assim quando o Salário A = Salário B 800 + 15x = 600 + 20x 15x – 20x = 600 – 800 - 5x = - 200 x = 200/5 x = 40 Então, Até 40 coleções o salário da Empresa A A partir de 40 coleções o salário da Empresa B Para 40 coleções (ponto de equilíbrio). 4 Uma agência de automóveis cobra pelo aluguel de um de seus veículos a diária de R$ 40,00 mais a quantia de R$ 0,25 por quilômetro rodado. Outra agência cobra, pelo mesmo tipo de veículo, a diária de R$ 60,00 mais R$ 0,175 por quilômetro rodado. Encontre as funções que representam o plano de aluguel de cada uma das agências e mostre qual deles é melhor do ponto de vista do consumidor. R.: Agência A Agência B C(A) = 40 + 0,25x C(B) = 60 + 0,175x 40 + 0,25x = 60 + 0,175x 0,25x – 0,175x = 60 – 40 0,075x = 20 x = 20/0,075 x = 266,67 km (ponto de equilíbrio) Então, Até 266,67 km a agência A tem melhor preço. A partir de 266,67 km a agência B terá o melhor preço. 5 O custo total de um fabricante consiste em uma quantia fixa de R$ 200,00 somada ao custo de produção que é de R$ 15,00 por unidade. Nessas condições: a) Expresse o custo total como função do número de unidades produzidas. R.: C(x) = 200 + 15 x b) Determine o número de unidades que devem ser produzidas para que o custo total seja de R$ 700,00. R.: Cx = 200 + 15x 700 = 200 + 15x 5UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A 700 – 200 = 15x 500 = x 15 x = 33,3333 c) Determine o custo total para produzir 1.500 unidades. R.: Cx = 200 + 15x C (1500) = 200 + 15 . 1500 C = 200 + 22500 C (1500) = 22700 6 O custo fixo mensal de uma empresa é de R$ 30.000,00, o preço unitário de venda é R$ 8,00 e o custo variável por unidade é R$ 6,00. Pede-se: a) Obtenha a função lucro mensal. R.: L(x) = 2x – 30000 b) Qual é o lucro obtido na venda de 50.000 unidades? R.: L(50000) = 2. 50000 - 30000 L(50000) = 70000 c) A partir de quantas unidades vendidas esta empresa começa a obter lucro? R.: L(x) = 2x – 30000 L(0) = 2x – 30000 0 = 2x – 30000 x = 30000 2 X = 15000 L 0 = 15000 Portanto o lucro começa com 15.001 peças. d) Qual a quantidade de unidades que determina o ponto de nivelamento? R.: L 0 = 15000 ( Ponto de Equilíbrio gerado pelo cálculo anterior) 7 Na fabricação de um determinado produto, o custo variável por unidade é de R$ 7,00, o preço de venda é R$ 10,00 e o custo fixo é de R$ 150,00 por dia. Obtenha: a) a função receita; R.: R(q) = 10·q b) a função custo total diário; R.: Ct (q) = Cf (q) + Cv (q)·q 6 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A Ct (q)= 150 + 7·q c) determinando a função lucro; R.: L(q) = R(q) – Ct(q) = 10·q – (150 + 7·q) = 3·q-150 O ponto de nivelamento se dá quando a receita é igual ao custo, ou seja, quando o lucro é nulo. Então: L(q) = 0 0 = 3·q – 150 q = 150 3 q = 50 unidades d) a função lucro; R.: Já a encontramos no item anterior: L(q) = 3·q-150 e) Qual o valor de q para que L(q) = 180 reais? R.: L(q) = 180 3q – 150 = 180 3q = 180 - 150 3q = 30 q = 10 unidades 8 O preço de venda de um produto é R$ 25,00. O custo variável por unidade é dado por: Matéria-prima: R$ 6,00 por unidade. Mão de obra direta: R$ 8,00 por unidade. A primeira coisa a fazer é interpretar os dados do problema. Depois vamos pensar nas perguntas em si. Receita: R(q) = 25·q, onde a letra q representa a quantidade vendida. (25 reais por unidade) Custo variável: Cv(q) = 6 . q + 8 . q = 14 . q Custo fixo: Cf(q) = 2.500 (independe da quantidade!) Custo total: C(q) = Cv(q) + Cf(q) = 14 . q + 2.500 Lucro: L(q) = R(q) - C(q) = 25 . q - (14 . q + 2.500) = 25 . q - 14 . q - 2.500 = 11 . q - 2.500 7UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A Sabendo-se que o custo fixo mensal é de R$ 2.500,00, pergunta-se: a) Qual é o ponto crítico (ponto de nivelamento)? R.: O ponto crítico se dá quando a receita é igual ao custo, ou seja, quando o lucro é nulo. Assim, b) Qual será o lucro se a empresa produzir e vender 1.000 unidades por mês? R.: c) De quanto aumenta percentualmente o lucro, se a produção aumentar de 1.000 para 1.500 unidades por mês? R.: Vamos ver de quanto seria o lucro com a venda de 1.500 unidades: reais 500.8 500.2000.11 500.2000.111)000.1( = −= −⋅=L Então a diferença entre os lucros seria L(1.500) - L(1.000) = 14.000 - 8.500 = 5.500 reais Percentualmente, o lucro aumentaria em 9 O modelo funcional que descreve a receita em função da quantidade comercializada é dada por R = -2q2 + 12q. Se o custo desse produto pode ser descrito pela equação C = 3q + 10, determine: a) O modelo funcional que descreve o lucro pela produção e venda do produto, em função da quantidade produzida e comercializada. 8 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A R.: b) A quantidade vendida que torna o lucro máximo, e o correspondente valor do lucro. R.: c) O preço unitário de venda para essa quantidade. R.: 9UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A 10 Sabendo que o modelo funcional que descreve a receita R pela venda de uma quantidade q de um bem é dada pela equação R = 10q - 2q2 e que o modelo que descreve o custo total do bem em função da quantidade produzida é C = 2q + 2,50, determine: R = 10q - 2q2 C = 2q + 2,50 a) Um modelo funcional que descreve o lucro pela produção e venda do produto, em função da quantidade produzida e comercializada. R.: b) A quantidade vendida que torna o lucro máximo, e o correspondente valor do lucro. R.: (10 2 ²) (2 2,50) 2 ² 8 2,50L R C L q q q L q q= − = − − + = − + − 2 2 ² 8 2,50 0 2.2 8 0 2(2) 8(2) 2,50 4 8 0 8 4 2 2(4) 16 2,50 8 13,5 5,5 q q df q dq df dq L q q q L L L − + − = = − + = = = − + − − + = = = = − + − = − + = 11 Sejam R = -2q2 + 60q e C = 10q + 200 as funções Receita e Custo para certo produto. R = -2q2 + 60q C = 10q + 200 L = (-2q2) + 60q) - (10q + 200) L = -2q2 + 50q - 200 a) Para que valores de q o lucro será positivo? R.: 2 1 2 ² 50 200 2.2 50 500 4 50 0 12,5 4 50 (50) 4( 2)( 200) 50 900 2( 2) 4 5 20 II I II I I II L q q L df q dq df dq q q q r r = − + − = = − + = − + = = = − ± − − − − ± = = − − = = � � � 10 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A b) Qual o custo médio para se produzir 57 unidades? R.: 10 200 10(57) 200 570 200 770 13,5 57 57 57m m qC C CC q + + + = = = = = 12 Uma empresa possui um custo fixo de R$ 39,00 somados ao custo de produção de R$ 2,00. Sua receita total é dada pela função R = 18q - q2 C = 39 + 2q. A partir destes dados apresente: a) A função custo total. R.: Ct = Cf + Cv Ct = 39 + 2.q b) O ponto de nivelamento. R.: Prejuízo. c) Qual é o lucro pan (uma quantidade de 11 unidades)? R.: 2 (11) (11) (11) (11) (11) (11) (11) 18 ² (39 2 ) 18(11) (11) (39 2[11]) 198 121 (39 22) 198 121 61 198 182 16 L R C L q q q L L L L L = − = − − + = − − + = − − + = − − = − = d) A quantidade que garante o lucro máximo. R.: Lmax = q não haverá quantidade que garante lucro máximo. 13 A função receita de certo produto é R = 85q - 2q2 e o custo é C = 5q + 600. Qual é a quantidade que maximiza o lucro? R.: L(x) = R – C L(x) = (85q – 2q²) – (5q + 600) L(x) = 85q – 2q² - 5q – 600 L(x) = –2q² + 80q – 600 Lembrando: a = - 2, b = 80 e c = - 600 V(x) - b = 80 = 20 para o lucro Máximo deve-se produzir 20 unidades. 2a 4 14 Uma companhia de televisão a cabo estima que com x milhares de as- sinaturas, o faturamento e o custo mensal (em milhares de dólares) são, respectivamente, R = 32x - 0,21x2 e C = 195 + 12x. a) Encontre o número de assinantes para o qual o faturamento é igual ao custo, ou seja, o ponto em que o lucro é zero. 11UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A R.: ( ) ( ) ( ) 32 0,21 ² 195 12 20 0,21 ² 195 0 0,21 ² 20 195 0 ² 4 20 400 163,8 20 236,2 20 15,37 2 0,42 0,42 0,42 4,63 11,02 0,42 ² 4 20 15,37 35 2 0,42 x x x R x x C x L R C L x x L x x b b acr r r r a r r b b acr r r a = − = + = − = − − = − + − = − + − − + − − + − +′ ′ ′ ′= = = = − − − −′ ′= = − − + − − −′′ ′′ ′′= = = − ,37 84,21 0,42 r′′ = − 15 Seja f (x,y) = x² - 3 xy - y² . Calcule f (5,0), f.(5,-2), f ( 3,6). R.: f(x,y) = x2 - 3xy - y2 f (5,0) x2 - 3xy - y2 52 - 3.5.0 - 02 25 - 0 - 0 25 f (5, -2) x2 - 3xy - y2 52 - 3.5.(-2) - (-2) 25 + 30 - 4 51 f (3,6) x2 - 3xy - y2 32 - 3.3.6 - (6)2 - 9 - 54 - 36 - 81 16 Considere a função custo de produção f (x,y) = 2x + 8 y. Calcule f (8,1), f ( 2,6) f ( 3,15). R.: f (x,y) =2x + 8y 12 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A 17 Uma loja vende dois produtos, o primeiro a R$ 50,00 a unidade e o segundo, a R$ 60,00 a unidade. Sejam x e y as quantidades vendidas dos dois produtos. a) Qual é a expressão da receita de vendas? R.: R(x) = 50x + 60y b) Qual será a receita, se forem vendidas 10 unidades do primeiro e 15 unidades do segundo produto? R.: R(x) = 50 .10 + 60.15 R(x) = 500 + 900 R(x) = 1400 18 Sejam x e y as quantidades vendidas de dois produtos, cujos preços unitários são R$ 10,00 e R$ 30,00, respectivamente. a) Determine a função receita (x,y). R.: R = 10x + 30 y b) Calcule R (20,40). R.: R (20,40) R = 10x +30y R = 10.20 + 30.40 R = 200 + 1200 R = 1400 c) Se foram vendidas 50 unidades do produto x, quantas unidades do produto y devo vender para ter uma receita de R$ 1.100,00? R.: 50 unidades vendidas R = 1.100,00 R = 10x + 30y 1.100 = 10.50 + 30y 1.100 = 500 + 30y 30y = 600 y = 600/30 y = 20 13UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A Deverá vender 20 unidades de y para que a receita seja de R$ 1.100,00. 19 Seja o custo fixo de um produto X R$ 800,00 e o custo por peça produzida de R$ 30,00. O custo fixo do produto Y de R$ 1.600,00 e o custo por peça produzida de R$ 80,00. O produto X é vendido a R$ 50,00 e o produto Y a R$ 130,00. Com base nos dados, pede-se: a) A função custo com duas variáveis dos produtos A e B. R.: C (x,y) C (x) = 800 + 30x C (y) = 1600 + 80y Assim: 2400 + 30x + 80y b) A função lucro com duas variáveis dos produtos A e B. R.: L (x,y) 20 x + 50y – 2400 c) O lucro na venda de 100 peças do produto A e 80 peças do produto B. R.: L (100, 80) L = 20.100 + 50.80 -2400 L = 2000 + 4000 – 2400 L = 3600 20 Uma empresa produz um produto em duas fábricas I e II. As funções custo em cada fábrica são: Fábrica I C (x) = 500 + 40 x Fábrica II C (y) = 1.000 + 20 x, em que x e y são as quantidades produzidas em cada unidade. P = 80 C(x) = 500 + 40x C(y) = 1000 + 20y L(x,y) = (R(x) - C(x)) + (R(y) - C(y)) Sendo o preço de venda do produto R$ 80,00, pede-se: a) A função lucro L (x,y). R.: ( ) ( ) ( ), ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) . 80 80 500 40 1000 20 40 20 1500 80 80 (80 80 ) (40 20 1500) 40 60 1500 x yx y x y x y x y x y x y x y x y L R P q R x R y C x y C x y R x y L R C x y x y L x y = ⇒ = = = + + + = + + = + = − ⇒ + − + + = + − 14 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A b) O lucro para 200 peças produzidas e vendidas dos produtos x e y (de cada produto). R.: ( , ) (200) (200) (200) (200) 40 60 1500 40(200) 60(200) 1500 8000 12000 1500 20000 1500 18500 x yL x y L L L L = + − = + − = + − = − = 21 Seja C (x,y) = 1.000 + 2x + 3y a função custo conjunto para fabricar x unidades de um produto I e y unidades de um produto II . a) Qual é o custo fixo? R.: 1.000 b) Qual é o custo de fabricação de 100 unidades de I e 200 unidades de II? R.: 1.800 TÓPICO 2 1 Uma companhia produz e vende dois produtos, denominados I e II, os quais são vendidos por R$ 20,00 e R$ 18,00, respectivamente. O custo para produzir x unidades do produto I e y unidades do produto II é: 400 + 2x + 3y + 0,01( 3x² + xy + 3 y² ) Encontre os valores de x e y que maximizam o lucro da companhia. R.: 15UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A 2 Encontre os pontos x e y onde f (x,y) pode ter um máximo ou mínimo relativo: a) f(x,y) = 8 + 4x + 6y +x² - 3 y² R.: Não existe máximo ou mínimo relativo, pois não podemos igualar os y, não podendo utilizar a técnica dos mínimos quadrados. b) f(x,y) = 4 + 3x - 2y + x² -5 xy + 6 y² R.: d(f)/d(x) 3x + x² - 5xy 3.1 + 2.x – 5.1.y 3 + 2x – 5y y = (3 + 2x)/5 d(f)/d(x) -2y – 5xy + 6y² -2 . 1 – 5.x .1 + 6.2.y -2 – 5x + 12y y = (2 + 5x)/-12 (3 + 2x)/5 =(2 + 5x)/-12 Assim: 16 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A Então: y = (3+2x) /5 c) f(x,y) = x + y - 3x² + 7xy - 4 y² R.: d(f)/d(x) x – 3x² + 7xy 1.1 – 3.2.x + 7.1.y 1 – 6x + 7y y = (1 - 6x)/7 (1 – 6x)/7 =(1 + 7x)/-8 Assim: d(f)/d(x) y +7xy - 4y² 1 . 1 + 7.x .1 - 4.2.y 1 +7x -8y y = (1+ 7x)/-8 Então: y = (1 - 6x)/7 17UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A 3 Quando uma empresa usa x unidades de trabalho e y unidades de capital, sua produção mensal de um certo produto é dada por: P = 32 x + 20y - 2x² + 3xy – 2,5 y². Obtenha os valores de x e y que maximizam a produção mensal. R.: 18 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A 4 O lucro que uma empresa obtém vendendo dois produtos A e B, é dado por: L = 600 + + 18x + 18y – 3xy -2x² - 4 y², em que x e y são quantidades vendidas. Obtenha os valores de x e y que maximizam o lucro. R.: 19UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A 5 Uma firma produz um produto que é vendido em dois países na Europa. A função custo do produto da empresa é dada por: C = 60.000 + 500 (x+y). Sejam x e y as quantidades vendidas nesses dois mercados e o preço de venda no país A é de R$ 800,00 e no país B é de R$ 1.000,00. 60.000 500( ) 800 1000 800 1000 500 500 60.000 ( , ) 300 500 60.000 C x y R x y L R C x y x y L x y x y = + + = + = − = + − − − = + − a) Obtenha os valores de x e y que maximizam o lucro em cada país. R.: ( ) ( ) 0 300 0 0 500 0 L L df x dx df y dy = ⇒ = = ∃ = ⇒ = = ∃ b) Qual é o valor do lucro? R.: Como a função é de 1º grau, cujo gráfico é uma reta, não existe lucromáximo, o mesmo pode ser infinito. Portanto a resposta é: não existe x e y que tornem o lucro máximo. 20 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A TÓPICO 3 1 A tabela a seguir fornece as quantidades de fertilizantes aplicados (xi) e a produção por hectare (yi) em quatro canteiros de uma fazenda experimental. Xi² 4 16 36 64 120 Xi 2 4 6 8 20 Yi 20 35 55 85 195 xi.yi 40 140 330 680 1190 a) Obtenha a reta dos mínimos quadrados de y em função de x ajustada aos dados. R.: b = 48,75 - (10,75.5) b = 48,75 - 53,75 b = - 5 10,75 5y x= − b) Preveja a produção para uma aplicação de fertilizante correspondente a x = 7. R.: ( )10,75 7 5 75,25 5 70,25y y y= − = − = 21UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A 2 Um varejista variou o preço de um produto (x) e observou a correspondente demanda mensal. Os resultados obtidos foram: R.: Preço (x) Demanda Mensal (y) x.y x² y = ax + b 10 100 1000 100 15 70 1050 225 20 50 1000 400 25 30 750 625 Total 70 250 3800 1350 Obtenha a reta dos mínimos quadrados de y em função de x ajustada aos dados. R.: ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 27070 250 17500 49000 3800 1350 3800 1350 4 4 4 4 3800 4375 1350 1225 575 125 4,6 70250 4,6. 62,5 4,6 . 17,5 62,5 80,5 143 4 4 a a a a a b b b b = − ÷ − = − ÷ − = − ÷ − = − ÷ = − = − − = − − = + = 3 Uma empresa observou a quantidade mensal produzida de um produto (x) e o correspondente custo (y) em milhares de reais. Os dados foram os seguintes: Total Σ X 10 12 14 16 18 20 22 112 Y 14,5 16,5 18 18,5 19,5 21 21,5 129,5 X.Y 145 198 252 296 351 420 473 2135 X² 100 144 196 256 324 400 484 1904 a) Obtenha a reta de mínimos quadrados ajustada de y em função de x aos dados. R.: 22 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A b) Qual o custo estimado para a produção de 24 unidades por mês? E 40 unidades por mês? R.: Para 24 unidades: ( )3,625 24 39,5 87 39,5 47,5y y y= − = − = 4 A tabela a seguir fornece a exportação de um produto y em milhões de dólares, em função ano (x) contando a partir de determinada data do calendário. Total Σ Ano(x) 1 2 3 4 5 6 7 28 Exportação(y) 80 100 118 143 164 179 205 989 X-Y 80 200 354 572 820 1074 1435 4535 X² 1 4 9 16 25 36 49 140 a) Obtenha a reta de mínimos quadrados de y em função de x ajustada aos dados. R.: ( )( ) ( )( ) ( ) ( )28 ²28 989 27692 7844535 140 4535 140 7 7 7 7 4535 3956 140 112 579 28 20,67 a a a a a = − ÷ − = − ÷ − = − ÷ − = ÷ = 20,67 58,6y x= + ( ) ( )28989 20,67. 141,28 20,67.4 141,28 82,68 7 7 58,6 b b b b = − = − = − = 23UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A b) Preveja a exportação para o próximo ano e para os 5 próximos anos. R.: ( ) ( ) 1 1 5 5 5 20,67 1 58,6 79,27 20,67 5 58,6 103,35 58,6 161,95 y y y y y = + = = + = + = UNIDADE 2 TÓPICO 1 1 Que elementos compõem e integram um jogo? R.: Interações, agentes, racionalidade, comportamento estratégico. 2 O que se entende por interação? R.: Interações são situações entre vários agentes dentro de uma determinada situação. Por exemplo, vários vendedores de eletrodomésticos têm várias estratégias de vendas para atingirem suas metas. 3 Por que é importante a racionalidade num jogo? R.: A racionalidade emprega os métodos adequados aos objetivos que se almejam, sejam quais forem esses objetivos. Podemos afirmar que a racionalidade é fundamental para a melhor compreensão das regras e dos limites da teoria dos jogos. É o diferencial competitivo de cada participante. 4 O que é comportamento estratégico? R.: Partindo-se do princípio de que todos os jogadores usam estratégias diferentes entre si, a utilização da racionalidade e do poder de decisão de cada jogador terá influências decisivas nos resultados dos jogos entre empresas ou instituições. Portanto, o comportamento estratégico é um instrumento pessoal. 5 Por que se estuda a teoria dos jogos? R.: A teoria dos jogos representa um método para ampliar os dados necessários para uma tomada de decisão. Historicamente, a teoria dos jogos vem evoluindo e modelos de jogos são aplicados em Administração, ciências políticas, estratégias militares, economia, engenharia e outras áreas de atuação do homem. 24 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A 6 Podemos contar sempre com a sorte em jogo? R.: Certamente que não. A sorte é um elemento imprevisível e aparece em situações inusitadas. Contar com a sorte é dar chance para o azar. 7 O que pode diferenciar os agentes em um jogo? R.: Um agente é qualquer pessoa que participa do jogo, portanto, tem tomada de decisão. Um agente não pode estar ao mesmo tempo nos dois lados do jogo. Se existe uma competição entre as empresas A e B, um mesmo jogador não pode participar das empresas A e B ao mesmo tempo. Deve escolher uma delas e permanecer até o final. 8 Uma empresa quer comprar uma concorrente que está mal financeiramente há 5 anos. Como você utilizaria os elementos que compõem o jogo para otimizar o resultado? R.: Resposta pessoal. 9 Descreva uma situação utilizando os elementos de um jogo no dia a dia de uma empresa de transportes. O jogo seria entre o setor de logística e o setor de vendas. R.: Resposta pessoal. 10 Assinale V ou F: (V) Como todas as organizações, as empresas são um microcosmo em nossas vidas e têm seus sistemas – técnico e social, segundo classificação do Instituto Tavistock, de Londres – inter-relacionados. (F) A teoria dos jogos é uma série de ensaios dentro da Administração e Economia que atua sobre expectativas e comportamentos. Sendo mais abrangente, trata da não cooperação. É uma análise matemática de situações que envolvam interesses sem conflito a fim de não indicar as melhores opções de atuação para que seja atingido o objetivo desejado. (V) Os primeiros textos sobre a teoria dos jogos foram criados pelo matemático francês Émile Borel, que lançou as raízes desse estudo. Entretanto, foi o matemático americano John von Neumann e o austríaco Oskar Morgenstern aqueles que conceberam, por volta da década de 20, uma teoria matemática (The Theory of Games and Economic Behavior) apurada, mesclando economia e organização social aos jogos de estratégia. (F) Uma relação do tema com o dia a dia das organizações em geral não são os aspectos geralmente analisados pela teoria: as estratégias não adotadas e suas consequências, as alianças impossíveis entre os indivíduos (“jogadores”). 25UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A TÓPICO 2 1 O que é um modelo matemático? R.: “Jogos são modelos que tratam de interações estratégicas. Interações estratégicas, por sua vez, são o resultado do reconhecimento, por parte de cada um dos agentes, de que suas ações afetam os demais e vice-versa. 2 O que é um modelo determinístico? E probabilístico? R.: Modelos em que todas as informações relevantes são assumidas como conhecidas (sem incertezas) são denominados determinísticos. Modelos em que uma ou mais variáveis de decisão não são conhecidas com certeza são chamados probabilísticos, e esta incerteza deve ser incorporada ao modelo. 3 Conceitue estratégia ou tática. R.: É a forma como você vai se comportar dentro de um jogo de empresa ou de mercado. É o seu posicionamento diante das circunstâncias. 4 O que se entende por regras do jogo? R.: As regras do jogo são as condições impostas ou negociadas por participantes em um jogo com poder de decisão. Na verdade, cada um deve usar o seu poder de decisão e participarda elaboração das regras do jogo, que podem estar sempre se alterando. 5 Explique o que vem a ser ganha-ganha. E ganha-perde. E perde-perde. R.: Ganha-ganha: as duas partes envolvidas numa negociação ganham. E ganha-perde: uma das partes ganha e a outra perde. E perde-perde: as duas partes perdem numa negociação. É o pior negócio possível. 6 Assinale V ou F: (V) Numa empresa A um funcionário x trabalha incansavelmente para atingir as metas em vendas no mês. Tem-se um exemplo do paradigma ganha-ganha. (V) Numa empresa B todos os funcionários atingiram as metas de produção numa determinada semana. No posto de vendas da empresa e nos escritórios de representação da empresa as metas de vendas não foram atingidas. Trata- se de um paradigma perde-perde, pois a empresa perdeu liquidez e não obteve lucro. (F) Em uma negociação o vendedor teve um lucro acima do esperado, majorando os preços do serviço. O cliente cancelou o serviço por se sentir lesado. Trata-se de um perde-ganha. (V) Quando desenvolvemos nossas competências em cursos de aperfeiçoamento 26 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A na área de atuação com custos pagos pela empresa, realizamos um ganha- perde, pois nós ganhamos e a empresa perde. TÓPICO 3 1 Como mudar o jogo? R.: As maiores oportunidades e os maiores ganhos reais ocorrem quando se joga o jogo certo. Segundo Nalebuff (1996, p. 83), “para mudar um jogo, você deve mudar um ou mais elementos. Mude uma das partes e você mudará o todo.” As partes não se separam do todo. Quando o autor fala em partes, está falando em interações, agentes, racionalidade, comportamento estratégico entre outros elementos que compõem um jogo. 2 Como trazer clientes e fornecedores? R.: 1 Eduque o mercado. 2 Pague os fregueses para jogarem. 3 Subsidie alguns fregueses, e outros fregueses pagantes se seguirão. 4 Experimente você mesmo. Torne-se seu próprio freguês a fim de expandir o mercado, garantir a demanda e alcançar a escala. 3 Num lote de 52 peças, 15 apresentam defeito. Retiradas as duas peças deste lote, com reposição, qual a probabilidade de ambas serem defeituosas? R.: 225/2704 = 0,083 = 8,3% 4 Um levantamento entre 50 estudantes do curso de Contábeis da USP, sobre o número de atividades extracurriculares, resultou nos dados a seguir: Número de atividades Frequência 0 8 1 20 2 12 3 6 4 3 5 1 Com base nos dados acima, pede-se: a) Seja A o evento em que um estudante participe de pelo menos 1 atividade. Calcule P(A). R.: Pelo menos 1 (1 ou + ) 20+12+6+3+1 27UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A ( ) ( ) 42 0,84 84% 50 a t m p p m = = = = b) Seja B um evento em que um estudante participe de exatamente 2 atividades. Calcule P(B). R.: Exatamente 2 m = 12 5 O número de acidentes por semana em uma intersecção de grande movimento foi registrado durante um período de um ano. Houve 11 semanas em que não ocorreu nenhum acidente, 26 semanas em que ocorreu apenas um acidente, 13 semanas com dois acidentes e 2 semanas em que ocorreram 3 acidentes. Considere uma semana escolhida aleatoriamente e seja X o número de acidentes ocorridos durante esta semana. Assim, X é uma variável aleatória que pode assumir os valores O, 1, 2 e 3. a) Escreva as possibilidades em que ocorreram 0,1,2 e 3 acidentes. R.: 12 0,24 24% 50 p = = = (0) (1) (2) (3) 11 0,2115 21,15% 52 26 0,50 50% 52 13 0,25 25% 52 2 0,038 3,8% 52 p p p p = = = = = = = = = = = = b) Calcule a média de acidentes E(x). R.: 11.0 26.1 13.2 2.3 580 26 26 6 1,115 52 52 x x+ + += = + + + = = ACIDENTES/ SEMANA 6 Uma fazenda de citros antecipa um lucro de 100.000 durante o ano corrente se as temperaturas noturnas permanecerem modera das. Infelizmente, a previsão do tempo indica uma chance de 25% de que a temperatura cairá abaixo de zero durante a próxima semana. Uma situação climática como 28 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A esta destruirá 40% da safra e reduzirá o lucro para U$ 60.000. Entretanto, o fazendeiro pode proteger as frutas contra a possível geada (utilizando diver sos recursos) a um custo de U$ 5.000. O fazendeiro deve gastar os U$ 5.000 e, portanto, reduzir o seu lucro para 95.000? (Sugestão: calcule E(X), onde X é o lucro que o fazendeiro obterá se ele não tomar nenhuma providência para proteger as frutas). R.: Sim, deve gastar para prevenir, pois o risco é considerável. UNIDADE 3 TÓPICO 1 1 O que se entende por modelagem matemática? R.: Modelagem matemática é o processo que envolve a obtenção de um modelo que tenta descrever matematicamente um fenômeno da nossa realidade para tentar compreendê-lo e estudá-lo, criando reflexões e hipóteses sobre tais fenômenos. 2 Cite três tipos de problema em que podemos utilizar a modelagem para a tomada de decisão. R.:Problemas de otimização de recursos, problemas de localização e problemas de carteiras de investimento 3 Como podemos converter dados em informações significativas? R.: Transformar dados brutos (números e fatos) em dados, através de seu armazenamento de forma organizada a fim de facilitar o processo de tomada de decisão. 4 Por que apoiar o processo de tomada de decisão de forma transferível e independente? R.: Através dos Sistemas de Apoio à Decisão, dar suporte às decisões para que estas sejam independentes do decisor e assegurar que o processo de toma da de decisão seja claro e transparente. 5 Qual é o objetivo em criar sistemas computacionais úteis para usuários não técnicos? R.: Facilitar, através de sistemas de fácil utilização, os processos de tomada de decisão operacional, gerencial e estratégico. 29UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A 6 O que você entende por modelos computacionais? R.: Entendemos modelos computacionais como um conjunto de relações matemáticas e hipóteses lógicas, implementadas em computador de forma a representar um problema real de tomada de decisão. 7 Que tipos de soluções podem ser utilizados na implantação de sistemas computacionais? R.: Criar sistemas computacionais úteis para os usuários não técnicos. Facilitar, através de sistemas de fácil utilização, os processos de tomada de decisão operacional, gerencial e estratégica. 8 Assinale V ou F: (F) A modelagem matemática é livre e espontânea, ela surge da necessidade do homem em compreender os fenômenos que o cercam para interferir em seu processo de construção. (V) Entre os tipos de problemas em que pode ser utilizada a modelagem para ajudar no processo de decisão, encontram-se: • Problemas de Carteiras de Investimento. • Problemas de Relações interpessoais. • Problemas de Previsão e Planejamento. (V) Para auxiliar a empresa na resolução de um problema, o modelador precisa definir muito bem o problema, conhecer todos os processos da empresa, ter bons conhecimentos de matemática e tecnologia de informações. Vencidas essas etapas, o modelador vai utilizar todas as informações disponíveis, e partirá, então, para o estudo de variáveis e elaboração das equações que irão conduzir o empresário à solução do problema. (V) Por modelos computacionais entendemos um conjunto de relações matemáticas e hipóteses lógicas, implementadas em computador de forma a representar um problema real de tomada de decisão. TÓPICO 2 1 Um fabricante está iniciando a última semana de produção de quatro diferentes modelos de consoles em madeira para aparelhos de TV, designados respectivamente I, II, III. IV. Cada um deles deve ser montado e em seguida decorado. Modelo I Modelo II Modelo III Modelo IV Restrições Montagem 4 5 3 5 900 Decoração 2 1 5 3 500 Lucro 7 7 6 9 30 GABARITO DAS AUTOATIVIDADESUNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A R.: Solução pelo método simplex Inicialmente, vamos definir a função objetivo: Lucro = 7x1 + 7x2 + 6x3 + 9x4 Sujeito a: 4X1 + 5X2 + 3X3 + 5X4 ≤ 900 2X1 + 1X2 + 5X3 + 3X4 ≤ 500 Utilizando um programa computacional para iterações das funções temos que o maior lucro é de R$ 1600,00 sendo que a solução otimizada é dada por: 1) 100 unidades do modelo 1 2) 100 unidades do modelo 4 2 Um investidor que dispõe de R$ 6.000,00 está comtemplando a possibilidade de compra de dois tipos de ações: tipo 1 - preço unitário de R$ 5,00 para compra e rentabilidade anual esperada de 30%; tipo 2 - preço unitário de R$ 3,00 para compra e rentabilidade anual esperada de 35%. Supondo que o investidor não queira comprar mais que 1.750 ações e que seu corretor só possa conseguir 1.000 ações do tipo 1 e 1.500 ações tipo 2, que quantidades deve comprar de cada tipo, para maximizar o total do capital no final de um ano? R.: Solução pelo método gráfico Temos que: X1 = ações do tipo 1 a serem compradas X2 = ações do tipo 2 a serem compradas Sendo C o total do capital esperado ao final de um ano, deseja-se maximizar, portanto: C = valor (quantidade + rentabilidade anual) . ação tipo 1 + valor (quantidade + rentabilidade anual) . ação tipo 2 C = 5(1 + 0,3) X1 + 3(1 + 0,35)X2 ou melhor C = 6,5X1 + 4,05X2 (Função objetivo a ser maximizada) Sujeito a: X1 ≤ 1000 (o corretor só pode comprar até 1000 ações do tipo 1) X2 ≤ 1500 (o corretor só pode comprar até 1500 ações do tipo 2) X1 + X2 ≤ 1750 (o corretor só quer comprar até 1750 ações) 5X1 + 3X2 ≤ 6000 (o corretor só dispõe de R$6000,00) X1 ≥ 0 e X2 ≥ 0 (considerar que as ações não podem ter valores negativos) 31UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A Na solução gráfica devem ser consideradas todas as equações lineares existentes das restrições. Então temos seis restrições: X1 ≤ 1000 X2 ≤ 1500 X1+X2 ≤ 1750 5X1 + 3X2 ≤ 6000 X1 ≥ 0 X2 ≥ 0 Representando estas restrições no sistema cartesiano, temos: A área que atende a todas as restrições é demarcada pelos vértices: A (0, 0), B(0, 1500), C(250, 1500), D(350, 1400), E(1000, 333,33) e F(1000, 0) 32 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A A determinação dos vértices pode ser obtida pela intersecção das retas da função objetivo e restrições. Substituindo estas coordenadas dos vértices na função objetiva (C = 6,5X1 + 4,05X2), temos que: Vértice C A(0,0) 0 B(0,1500) 6750 C(250,1500) 8375 D(350, 1400) 8575 E(1000, 333,33) 7999,985 F(1000,0) 650 Como se vê, o maior ganho possível é de R$ 8.575,00 ou o que equivale dizer x = 350 e y = 1400. Então, a solução otimizada é dada por: 1) o investidor deve comprar 350 ações do tipo 1; 2) o investidor deve comprar 1400 ações do tipo 2. 3 Uma empresa está analisando um conjunto de alternativas de projetos de investimentos disponíveis e apresentados na tabela a seguir: Projeto Função Z Inv.1ano Inv.2ano Vida Receita 3 anos 1 X1 12 3 5 10 2 X2 54 7 5 27 3 X3 6 6 5 10 4 X4 6 2 5 8 5 X5 30 35 5 35 O orçamento para investimento é de 50 para o primeiro ano e 20 para o segundo. Sabendo-se que a TMA da empresa é de 10% a.a., qual a combinação ótima desses projetos? R.: Solução pelo método simplex Inicialmente, para valer a regra de TMA de 10% a.a., vamos colocar todos os valores para o final do período de 5 anos: X1: Investimento: 12 · 1,15 X1 + 3 · 1,14 X1 = 19,326 X1 + 4,392 X1 = 23,718 X1 Receita: (10 · 1,14 + 10 · 1,13 + 10 · 1,12 + 10 · 1,11 + 10) X1 = 61,051 X1 33UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A Função Z = -23,718 X1 + 61,051 X1= 37,333 X1 X2: Investimento: 54 · 1,15 X2 + 7 · 1,14 X2 = 86,968 X2 + 10,249 X2 = 97,217 X2 Receita: (27 · 1,14 + 27 · 1,13 + 27 · 1,12 + 27 · 1,11 + 27) X2 = 164,838 X2 Função Z = 164,838 X2 – 97,217 X2 = 67,621 X2 X3: Investimento: 6 · 1,15 X3 + 6 · 1,14 X3 = 9,663 X3 + 8,785 X3 = 18,448 X3 Receita: (10 · 1,14 + 10 · 1,13 + 10 · 1,12 + 10 · 1,11 + 10) X3 = 61,051 X3 Função Z = 61,051 X3 – 18,448 X3 = 42,603 X3 X4: Investimento: 6 · 1,15 X4 + 6 · 1,14 X4 = 9,663 X4 + 2,928 X4 = 12,591 X4 Receita: (8 · 1,14 + 8 · 1,13 + 8 · 1,12 + 8 · 1,11 + 8) X4 = 48,841 X4 Função Z = 48,841 X4 – 12,591 X4 = 36,250 X4 X5: Investimento: 30 · 1,15 X5 + 35 · 1,14 X5 = 48,315 X5 + 51,244 X5 = 99,559 X5 Receita: (35 · 1,14 + 35 · 1,13 + 35 · 1,12 + 35 · 1,11 + 35) X5 = 213,678 X5 Função Z = 213,678 X5 – 99,559 X5 = 114,119 X 5 Assim: Max Z = 37,333 X1 + 67,621 X2 + 42,603 X3 + 36,250 X4 + 114,119 X5 + X6 + X7 Situação 1: 1º ano 19,326 X1 + 86,968 X2 + 9,663 X3 + 9,663 X4 + 48,315 X5 ≤ 80,526 Situação 2: 2º ano 4,392 X1 + 10,249 X2 + 8,785 X3 + 2,928 X4 + 51,244 X5 ≤ 29,282 Utilizando um programa computacional para iterações das funções temos: O maior ganho possível é de aproximadamente R$ 299,58. A solução otimizada é dada por: 7 vezes no projeto 4 1vez no projeto 3 3,22 vezes no projeto 6 34 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A TÓPICO 3 1 Na fabricação de dois de seus produtos, uma empresa utiliza dois equipamentos que limitam a produção. Em um dado período de tempo, estão disponíveis 80 horas do equipamento I e 60 horas do equipamento II. Para a fabricação de uma unidade do produto A, usam-se 2 horas do equipamento I e 3 horas do equipamento II. Já para a fabricação de uma unidade do produto B, são gastas 4 horas do equipamento I e 1 hora do equipamento II. Por outro lado, uma unidade do produto A gera um lucro de R$ 100,00 enquanto que uma unidade do produto B, gera um lucro de R$ 80,00. Baseado nos dados acima, pede-se: a) Formule a programação linear pertinente ao programa (função objetivo, conjunto de restrições e condição de não negatividade). R.: Função objetivo : L(x) = 100x + 80 x2 Condições de Restrições Máq. 1 2x1 + 3x2 ≥80 Máq. 2 4x1 + x2≥ 60 x1 e x2 ≥ 0 sendo x1 = prod A x2 = prod B b) Maximize o lucro. R.: Isolando: x2 na maq 2 x2 = 60- 4 x1 Substituindo x2 na maq 1 2x1 + 3(60-4 x1) = 80 2x1 + 180-12 x1) = 80 180-80 = 12 x1 -2 x1 100 = 10 x1 100/10 = x1 = 10 Como x2 = 60 4 x1 = 60 -4 . 10 = 60 – 40 = 20 = x2 L(x) = 100.10 + 80 .20 = 1000 + 1600 = 2600 2 Uma firma produz duas linhas de produto, I e II, com uma planta que contém três departamentos de produção: corte, mistura e embalagem. O equipamento em cada departamento pode ser operado 8 horas por dia, portanto, podemos entender estas horas como a capacidade diária de cada departamento. O processo de produção pode ser resumido da seguinte maneira: a) O produto I é primeiro cortado e então embalado. Cada tonelada desse produto consome ½ hora da capacidade de corte e 1/3 hora da capacidade de embalagem. 35UNIASSELVI NEAD GABARITO DAS AUTOATIVIDADES M A T E M Á T I C A A P L I C A D A b) O produto II é primeiro misturado e depois embalado. Cada tonelada desse produto consome 1 hora de capacidade de mistura e 2/3 hora da capacidade de embalagem. Os produtos I e II são vendidos ao preço de R$ 80,00 e R$ 60,00 por tonelada, respectivamente, mas, deduzindo-se todos os custos, eles geram um lucro líquido de R$ 40,00 e R$ 30,00 respectivamente, por tonelada. Baseado nos dados acima, pede-se: a) Formule a programação linear pertinente ao programa (função objetivo, conjunto de restrições e condição de não negatividade). b) Maximize o lucro. R.: Função objetivo : L(x) = 40x1 + 30 x2 Condições de Restrições = Corte 0,5 x1 ≥8 Corte = 0,5 x1 ≥8 Embalagem = 1/3 x1 + 2/3 x2 ≥8 Mistura = x2 ≥8 e x1 , x2 ≥0 L(x) = 40.16 + 30 .4 = 640 + 120 = 760 Situação 2 9 / x2 = 8 ( mistura) 1 x1 + 2 8 = 8 3 3 1 x1 = 8 - 5,33 3 x1 = 2,666 x1 = 8 L(x) = 40.16 + 30 .4 = 640 + 120 = 760 L(x) = 40.8 + 30 .8 L(x) = 320 + 240 = 560 Conclusão: Usando omáximo de tempo de corte x1 = 8 conseguimos o lucro maior L(x) = 760 3 Resolva o caso a seguir: L = 2 X1 + 5 X2 Sujeito a (condições de restrições) X1≤ 4 X2 ≤ 3 X1 + 2X2 ≤ 8 X1,X2 ≥ 0 Condição de não negatividade das variáveis de decisão. Calcule o lucro máximo. 36 GABARITO DAS AUTOATIVIDADES UNIASSELVI NEAD M A T E M Á T I C A A P L I C A D A R.: a) Situação 1 x1 = 4 4 + 2x2 = 8 2 x2 = 8 -4 x2 = 4 2 x2 = 2 L(x) = 2.4 + 5 .2 = 8 + 10 = 18 Situação 2 x2 = 3 x1 = 8 -6 x1 = 2 L(x) = 2.2 + 5 .3 L(x) = 4 + 15 L(x) = 19 Conclusão o lucro máximo ocorre p/ x1 = 2 e x2 = 3 e é L(x) = 19
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