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Apostila mat fin versao unifig, Notas de estudo de Matemática

TEORIA MODERNA DE MATEMÁTICA FINANCEIRA

Tipologia: Notas de estudo

2012

Compartilhado em 10/03/2012

valter-roberto-dos-santos-pereira-9
valter-roberto-dos-santos-pereira-9 🇧🇷

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Matemátic
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Financeira
FV = PV (1 + i )
É expressamente proibida a reprodução total ou parcial da presente obra, sem menção bibliográca, autorização
do autor, nos mesmos termos da Lei que disciplina os Direitos Autorais n° 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Todos os direitos desta edição reservados ao autor e à On Sapiens – tecnologia educacional.
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Matemátic

a

Financeira

FV = PV (1 + i )ⁿ

É expressamente proibida a reprodução total ou parcial da presente obra, sem menção bibliográfica, autorização do autor, nos mesmos termos da Lei que disciplina os Direitos Autorais n° 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Todos os direitos desta edição reservados ao autor e à On Sapiens – tecnologia educacional.

Prof. Valter Roberto dos Santos Pereira

ÍNDICE

I CONSIDERAÇÕES INICIAIS

II NOÇÕES DE ÁLGEBRA ELEMENTAR

II.2 NÚMEROS REAIS

II.3 PROPORÇÃO E PORCENTAGEM

II.4 FATORAÇÃO

II.5 EXPONENCIAÇÃO ( + RADICIAÇÃO E LOGARÍTMOS )

II.6 PROGRESSÕES ARITMÉTICAS ( PA )

II.7 PROGRESSÕES GEOMÉTRICAS (PG )

II.6 A HISTÓRIA DE UM MENINO E SEU PORQUINHO

III CONCEITOS DE MATEMÁTICA FINANCEIRA

III.1 CONCEITO DE TAXAS DE JUROS

III.2 JUROS SIMPLES

III.3 JUROS COMPOSTOS COM PAGAMENTO NO FINAL

III.3 a definição de juros compostos

III.3 b fórmula para cálculo do montante ( FV )

III.3 c exemplo padrão

III.3 d comparação entre juros simples e juros compostos

III.3 e aplicação prática da fórmula de juros compostos

III.3 f “passeio” pela curva dos juros compostos

III.3 g equivalência das taxas de juros

III.3 h combinação de juros simples e juros compostos

V.6 SISTEMAS DE AMORTIZAÇÃO

V.7 ANÁLISE DE INVESTIMENTO

V.8 SISTEMAS DE DEPRECIAÇÃO

VI APÊNDICE DE FÓRMULAS E OUTRAS FUNÇÕES DA HP-12C

VI.1 FÓRMULAS DE JUROS SIMPLES

VI.2 FÓRMULAS DE JUROS COMPOSTOS – PAGAMENTO FINAL

VI.3 FÓRMULAS DE JUROS COMPOSTOS – PAGAMENTOS PARCELADOS

VI.3 a pagamentos postecipados

VI.3 b pagamentos antecipados

VI.3 c programação da taxa interna de retorno na HP-12C

VI.4 APÊNDICE DE FUNÇÕES ELEMENTARES DA HP-12C

VII APÊNDICE DE DEFINIÇÕES DE TERMOS FINANCEIROS

I CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Este curso foi desenvolvido com o objetivo de permitir ao aluno compreender os conceitos fundamentais da matemática financeira e, só então, escolher as ferramentas disponíveis para obtenção das respostas aos desafios financeiros de seu dia a dia.

Essas ferramentas são as calculadoras financeiras, planilhas eletrônicas , tabelas de índices e, o que é mais importante, seus conhecimentos conceituais do assunto. Como nem todos os casos reais podem ser resolvidos através de máquinas e planilhas, nossa principal abordagem será a de consolidar esses conhecimentos e mostrar como pode ser fácil seu aprendizado.

A Matemática Financeira é o ramo da matemática que estuda o comportamento do dinheiro no tempo.

São duas as maiores dificuldades enfrentadas na aplicação da matemática financeira. A primeira é a necessidade de alguns conhecimentos de matemática básica e, a segunda, é o cuidado que se deve tomar na compatibilidade dos dados financeiros.

No capítulo II apresentamos os principais conceitos de Álgebra que servirão de suporte ao entendimento das fórmulas dos cálculos financeiros. O domínio destes conceitos permite ao aluno não precisar “decorar” fórmulas - que fatalmente serão esquecidas rapidamente -, bem como correr riscos de introduzir dados incompatíveis em sua calculadora.

A utilização de calculadoras, sem o conhecimento dos conceitos financeiros adequados, pode levar a valores incorretos e decisões erradas, com conseqüentes prejuízos financeiros.

No capítulo III , a matemática financeira é apresentada como um raciocínio lógico, com apenas dois conceitos básicos: taxas de juros e juros compostos.

Apenas estes dois conceitos suportam todos os modelos de produtos financeiros conhecidos, uma vez que, o que corrige o dinheiro no tempo é a taxa de juros escolhida.

O capítulo IV é dedicado ao conhecimento e utilização da HP-12C. Por este motivo, e para fixar as fórmulas matemáticas, vamos adotar, em todo curso, a nomenclatura das teclas financeiras da HP-12C ( PV , FV , PMT , i , n , etc.). Vamos também introduzir noções de programação básica da HP-12C e desenvolver programas úteis de taxa interna de retorno e ICMS.

Praticamente todos profissionais, atualmente, já conhecem planilhas eletrônicas tipo EXCEL, que consideramos até mais seguras que as calculadoras, porque as planilhas permitem a

Você poderá obter essas respostas no site www.onsapiens.com.br

II NOÇÕES DE ÁLGEBRA ELEMENTAR

II. 1 PRIMEIRO MANDAMENTO DA MATEMÁTICA

”NÃO DIVIDIRÁS POR ZERO”

II. 2 NÚMEROS REAIS

Os cálculos que faremos neste curso serão realizados com números pertencentes ao

conjunto dos NÚMEROS REAIS ( R ).

Este conjunto é formado pelos seguintes subconjuntos:

nomes exemplos Operação permitida

NATURAIS N = { 1 ; 2 ; 3 ; 4 ;....; n ; (n+1) ; (n+2) ;..........} adição e

multiplicação

INTEIROS Z = {.....;− 4 ; −3 ; −2 ; −1 ; 0 ; 1 ; 2 ; 3;..........} subtração

RACIONAIS Q = { ....;− 2 ; ;; − 0,15 ; 0 ; ,........ } divisão

IRRACIONAIS I = { ...− ; π ; 3 ; 0,12345..;...} radiciação

REAIS R = Q

II. 3 PROPORÇÃO E PORCENTAGEM

Conhecer as regras de fatoração é dispor de uma das principais ferramentas necessárias nos cálculos financeiros, já que fatorar significa transformar as parcelas de uma adição ou subtração em fatores, que é como são chamados os termos da multiplicação.

Por que é tão importante transformar em multiplicação?

Porque a multiplicação permite simplificações de números racionais, facilita a exponenciação e a radiciação, largamente utilizadas na matemática financeira.

Estuda-se fatoração através da observação de operações matemáticas já conhecidas e, então, procede-se da forma inversa como se poderá ver nos cinco casos mais elementares, mas também os mais usados na prática.

Antes de apresentar os casos de fatoração vamos relembrar a propriedade distributiva.

3 a ( 2 a + 4 b – c ) = 3 a 2 a + 3 a 4 b – 3 a c = 6 a² + 12 a b – 3 a c

( 2 a + 3 b ) ( a – 2 b ) = 2 a² – 4 a b + 3 a b – 6 b² = 2 a² – a b – 6 b

  • ab

II. 4 a PRODUTOS NOTÁVEIS

São produtos que ocorrem com freqüência nos problemas de Álgebra e permitem, ao inverso, resolver alguns casos de fatoração

  1. quadrado de uma soma

( a + b )² = ( a + b ) ( a + b) = a² + ab + ab + b² = a² + 2ab + b² + 2ab

  1. quadrado de uma diferença

( a – b )² = ( a –b ) ( a –b ) = a² – ab – ab + b² = a² – 2ab + b²

- 2ab

Podemos juntar os dois produtos notáveis sob a forma ( a ± b )² = a² ± 2ab + b² e enunciar:

(a ± b)² é igual ao quadrado do primeiro termo, mais o quadrado do segundo termo, mais duas vezes o primeiro multiplicado pelo segundo

  1. diferença de dois quadrados

( a + b ) ( a – b ) = a² – ab + ab − b² = a² – b²

II. 4 b CASOS DE FATORAÇÃO

Caso 1 fator comum em evidência

6 a² + 12 a³ b – 10 ac = 2 a ( 3 a + 6 a² b – 5 c ) = 2 a [ 3 a (1+ 2 a b) – 5 c ]

Caso 2 agrupamento

a b + a c + b d + c d = a ( b + c ) + d ( b + c ) = ( b + c ) ( a +d )

Caso 3 diferença de dois quadrados

m² – n² = ( m + n ) ( m – n )

Caso 4 trinômio quadrado perfeito

m² + 2 m n + n² = ( m + n )² e m² – 2 m n + n² = ( m – n )²

=

=

Definição de radiciação (potência de expoente racional)

=

Percebe-se facilmente que é apenas um símbolo

matemático , portanto basta saber as propriedades das

potências.

Definição de logaritmo

c b = onde

Observações importantes

1ª a função log é a a função inversa da função exponencial

2ª quer dizer : ( e = número neperiano usado na HP-12C)

quer dizer :

Principais propriedades dos logaritmos

1) b = c =

= 0

= m. transforma expoente em multiplicação

  1. = + ( transforma multiplicação em adição)

= ( muda a base do logaritmo)

= ( troca a base com o logaritmando)

Nestes casos podemos conseguir o resultado aproximado através da INTERPOLAÇÃO LINEAR

O conceito de interpolação linear está apoiado no teorema de Tales, da geometria plana e se aplica às relações entre 2 triângulos cujos lados correspondentes são proporcionais.

Vamos considerar um exemplo onde o payback de um fluxo está entre os anos 4 e 5 de um investimento

= 1000

1000 0 4 5

200

X 1 − x

A interpolação linear também é utilizada para outros tipos de curvas gráficas, mas o resultado será melhor quanto mais a curva se aproximar de uma reta ou nos casos em que o período de interpolação for pequeno.

Resolvendo a equação, teremos 1000 x = 200 ( 1 − x ) → x =

Portanto X= 0,17 e o prazo procurado é 4,17 anos

II.6 e aplicações da fórmula do termo geral da P A

E17) Numa PA cujo primeiro termo é 100 e a razão é 5, calcular o 3°, o 120° e o 286° termos .

Podemos tentar resolver pela seqüência ( 100 , 105 , 110 ,115 , 120 , ....) onde o 3°

termo é igual a 110.

Mas como encontrar o 120° e o 286° termos?

Neste caso devemos usar a fórmula do termo geral da PA

a n = a 1 + ( n − 1) r → a 120 = 100 + ( 120 − 1 ) × 5 → a 120 = 695

a 286 = 100 + ( 286 − 1 ) × 5 → a 286 = 1525

II.7 PROGRESSÕES GEOMÉTRICAS ─ P G

II.7 a definição de P G

Progressão Geométrica ( P G ) é uma seqüência numérica, na qual cada termo, a partir do segundo, é igual à multiplicação do anterior por uma constante denominada razão.

Algebricamente, podemos escrever: a 1 = a e a n+1 = an · q para n ≥ 1

II.7 b exemplos de P G

E18) ( 2 ; 6 ; 18 ; 54 ; 162 ; 486 ; 1458 ;............) → a 1 = 2 e q = 3

E19) ( −3; −1 ; −1/3 ; −1/9 ; −1/27 ; ..................) → a 1 = − 3 e q = 1/

E20) ( 2 ;−6 ; 18 ;− 54 ; 162 ; −486 ; ................) → a 1 = 2 e q =− 3

E21) ( 4 ; 4q ; 4q² ; 4q³ ; ...................................) → a 1 = 4 e q = q

E22) { 1 ; (1+i) ; (1+i)² ; (1+i)³ ; .......................} → a 1 = 1 e q = ( 1 + i )

II.7 c fórmula do termo geral da P G

Sendo o primeiro termo a 1 e a razão q , podemos escrever as relações :

1° termo a 1 a 1

2° termo a 2 a 1 q a 1 q a 1 q

II.6 f Soma dos termos de uma PG

A fórmula que vamos desenvolver abaixo é muito utilizada nos casos de pagamentos ou recebimentos parcelados (séries periódicas e uniformes) , como financiamentos de bens, Tabela Price, títulos de capitalização, depósitos em caderneta de poupança, etc.

Sendo uma PG cujo 1º termo é a e a razão é q temos :

1° termo a 1 a 1 a 1 a 1

2° termo a 2 a 1 q a 1 q a 1 q

3° termo a 3 a 2 q a 1 q.q a 1 q²

4° termo a 4 a 3 q a 1 q.q.q a 1 q³

n° termo a n a(n-1) q (^) a 1 a 1

S (^) n = a 1 + a 2 + a 3 + a 4 +........a (^) n-2 + a (^) n-1 + a (^) n

S (^) n = a 1 + a 1 q + a 1 q 2 + a 1 q 3 + a 1 q 4 +....+ a 1 a 1 + a 1 (1)

X (-q) → −q Sn = −a 1 q – a 1 q^2 − a 1 q 3 − a 1 q^4 −......− a 1 − a 1 a 1 (2) ──────────────────────────────────────────── (1)+(2) → S (^) n – q.S (^) n = – → Sn (1−) = .( 1 − )

S (^) n =

II.6 f O pulo do GATÃO

O conhecimento da aplicação desta fórmula, juntamente com a

fórmula do termo geral da PG, praticamente, encerra os conceitos

necessários para o aprendizado da matemática financeira.

II.6 A HISTÓRIA DE UM MENINO E SEU PORQUINHO

Um garotinho que recebia uma "mesada" de $ 60,00 guardava a metade em seu "porquinho". Para saber, sempre, quanto tinha no "porquinho" ele escrevia o seguinte:

mês mesada guardo porquinho total 1/