1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS UNIFAL/MG Projeto Institucional de Formação Continuada Aprendizagem de Matemática Mediada por suas Aplicações 6o Encontro: Matemática Financeira Professor José Carlos de Souza Júnior 2 Sumário 1 Introdução à HP-12C 3 1.1 Separadores de Dı́gitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 Número de Casas Decimais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.3 Teclas Principais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.4 Operações Básicas: Adição, Subtração, Multiplicação e Divisão . . . . . . . . . . 4 1.5 Função Calendário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.6 Porcentagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2 Juros Compostos 7 2.1 Cálculo do Prazo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2 Cálculo da Taxa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.3 Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3 Anuidades 3.1 Anuidades sem entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.1.1 3.2 Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Anuidades com entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.2.1 3.3 12 Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Anuidade Perpétua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.3.1 Problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3 1 Introdução à HP-12C As teclas financeiras da HP-12C trabalham com Fluxos de Caixa, ou seja, com “entradas”e “saı́das”de dinheiro. Convencionou-se atribuir às “entradas”de dinheiro o sinal positivo (+) e, às “saı́das”, o sinal negativo (−). A aplicação de um capital representa, para o investidor, uma “saı́da”de dinheiro no seu Fluxo de Caixa (a “entrada”ocorrerá no momento do resgate). 1.1 Separadores de Dı́gitos À medida que um número é introduzido, cada grupo de 3 dı́gitos à esquerda do ponto decimal é automaticamente separado no visor. Quando a calculadora é ligada pela primeira vez após sair da fábrica (ou quando a Memória Contı́nua é completamente apagada), o separador entre as partes inteira e decimal é um ponto, e o separador de cada grupo de 3 dı́gitos é a vı́rgula. Se você quiser, poderá fazer com que a calculadora use a vı́rgula para separar as partes inteira e decimal, e o ponto para separar os grupos de 3 dı́gitos. Para tanto, desligue a calculadora, pressione, e mantenha pressionada a tecla (·), enquanto pressionar (ON). Se você repetir esta última operação, os separadores originais voltarão a ser usados. 1.2 Número de Casas Decimais Para estabelecer o número de casas decimais com o qual trabalharemos, basta seguir o exemplo: (a) 5 casas decimais → (f) 5 (b) 4 casas decimais → (f) 4 Em geral, como lidamos com dinheiro, usamos a calculadora com duas casas decimais: (f ) 2 Desse modo, não corremos o risco de cometer erros de aproximação. OBS: A Calculadora utiliza todas as casas decimais em seus cálculos e não apenas as que você escolheu para aparecer no visor. 4 1.3 Teclas Principais A tecla (f ) aciona as funções que estão em amarelo na calculadora. A tecla (g) aciona as funções que estão em azul na calculadora. As teclas mais usadas são: (f ) (FIN) : apaga (zera) os registros financeiro. (CLX): apaga o número do visor. (f ) (REG) : apaga (zera) os registros de armazenamento de dados (memória). (n): armazena o prazo. (i): armazena a taxa de juros (a taxa e o prazo precisam estar na mesma unidade de tempo). (PV): armazena o valor presente (valor da aplicação ou financiamento). (FV): armazena o valor futuro (valor do montante ou de resgate da aplicação). (CHS): altera o sinal o número que estiver no visor. (PMT): armazena o valor das parcelas ou prestações. 1.4 Operações Básicas: Adição, Subtração, Multiplicação e Divisão Para efetuar essas operações: 1. introduza o primeiro número na calculadora; 2. pressione (ENTER) [esta tecla informa à calculadora que o primeiro número foi completamente introduzido. Assim, ele fica separado do segundo número da operação]; 3. introduza o segundo número [não é necessário pressionar (ENTER), porque as teclas (+), (−), (×) e (÷) também encerram a introdução de dı́gitos]; 4. pressione a tecla da operação: (+), (−), (×) e (÷) Acompanhe os exemplos, efetuando as operações na HP-12C. 5 1. 2 + 6: (CLX) [limpa o visor] 2 (ENTER) 6 (+) −→ 8,00 2. 21 − 9: (CLX) [limpa o visor] 21 (ENTER) 9 (−) −→ 12,00 3. −5 + 3: (CLX) [limpa o visor] 5 (CHS) (ENTER) 3 (+) −→ −2, 00 4. 32 × 5: (CLX) [limpa o visor] 32 (ENTER) 5 (×) −→ 160,00 5. 8 ÷ (−3): (CLX) [limpa o visor] 8 (ENTER) 3 (CHS) (÷) −→ −2, 67 6. 36 − 4 ÷ 2 (CLX) [limpa o visor] 36 (ENTER) 4 (ENTER) 2 (÷) (−) −→ 34, 00 7. (36 − 4) ÷ 2 (CLX) [limpa o visor] 36 (ENTER) 4 (-) [resolvemos primeiro o parêntese] 2 (÷) −→ 16, 00 6 1.5 Função Calendário • (EUA) mês - dia - ano → (g)(M.DY ) [não aparece nada no visor] • (Brasil) dia - mês - ano → (g)(D.M Y ) [aparece D.M Y no visor, procure deixar a calculadora sempre neste modo!] 1→ Segunda-feira 2→ Terça-feira 3→ Quarta-feira 4→ Quinta-feira 5→ Sexta-feira 6→ Sábado 7→ Domingo 1. Quantos dias viveu uma pessoa nascida em 20 de agosto de 1953 e que viveu até 25 de maio de 1992? 20 (.) 081953 (ENTER) 25 (.) 051992 (g) (∆DYS) −→ 14.158, 00 2. Qual o vencimento de uma duplicata emitida em 15 de fevereiro de 1993, por 65 dias? 15 (.) 021993 (ENTER) 65 (g) (DATE) −→ 21.04.1993 3 [Quarta-feira] 3. Qual dia da semana em que foi proclamada a República? 15 (.) 111889 (ENTER) 0 (g) (DATE) −→ 15.11.1889 5 [Sexta-feira] 4. Em que dia da semana você nasceu? 1.6 Porcentagem 1. Quanto é 15, 46% de R$5.000,00? 5000 (ENTER) 15.46 (%) −→ 773,00 2. Quanto é R$50.000,00 mais 30%? 50000 (ENTER) 30 (%) (+) −→ 65.000,00 3. Quanto é R$60.000,00 menos 25%? 60000 (ENTER) 25 (%) (-) −→ 45.000,00 7 4. Um determinado bem foi adquirido por $450,00 e vendido por $530,00. Qual a taxa do lucro sobre o preço de compra? 450 (ENTER) 530 (∆%) −→ 17, 78% 5. Um determinado bem foi adquirido por $450,00 e vendido por $380,00. Qual a taxa de prejuı́zo sobre o preço de compra? 450 (ENTER) 380 (∆%) −→ −15, 56% 6. R$5.200,00 representa quantos por cento de R$27.000,00? 27000 (ENTER) 5200 (%T ) −→ 19, 26% 2 Juros Compostos Exemplo 2.1. Se você deposita R$100,00 numa caderneta de poupança que paga 2% ao mês, quanto você terá após 3 meses? Note que no regime de juros compostos, os juros de cada perı́odo são calculados sobre o montante do perı́odo anterior. M1 = C + C · i = 100 + 100(0, 02) = 100(1, 02) = 102 [final do primeiro mês] M2 = M1 + M1 · i = 102 + 102(0, 02) = 102(1, 02) = 104, 04 [final do segundo mês] M3 = M2 + M2 · i = 104, 04 + 104, 04(0, 02) = 104, 04(1, 02) = 106, 12 [final do terceiro mês] Resumindo: M3 = 100(1, 02) (1, 02)(1, 02) = 100(1, 02)3 | {z } 1◦ mês: 102 | {z } | 2◦ mês: 3◦ 104,04 {z mês: 106,12 } De um modo geral, se um certo capital C rende a taxa de juros compostos i em cada perı́odo, o montante ao final de n perı́odos é dado por: Mn = C(1 + i)n . A partir de agora, denotaremos o montante apenas por M ao invés de Mn , a fim de simplificar a notação. M = C(1 + i)n A fórmula acima é fundamental na equivalência de capitais, pois: 8 • para obter o valor futuro, basta multiplicar o valor atual por (1 + i)n ; • para obter o valor atual, basta dividir o valor futuro por (1 + i)n . Exemplo 2.2. Uma loja oferece duas opções de pagamento: à vista, com 10% de desconto, ou em duas prestações mensais iguais, sem desconto, a primeira sendo paga no ato da compra. Qual a taxa mensal de juros embutidos nas vendas a prazo? Solução: Sem perda de generalidade, podemos supor que o valor do produto seja de $100,00. Assim, temos as seguintes situações: Comparando o dinheiro na data zero, temos: 90 = 50 + 50 (1 + i) 50 (1 + i) 50 1+i = 40 1 + i = 1, 25 40 = i = 0, 25 Logo, i = 25% a.m. 9 Exemplo 2.3. Lembrando que não podemos comparar quantias em épocas distintas, indique a melhor opção em cada caso, considerando uma taxa de 1,5% ao mês: (a) Comprar um aparelho de som à vista por R$365,00 ou pagar R$370,00 daqui a 30 dias? Solução: Temos as seguintes situações Analisando o valor de $370 na data zero, temos que: 370 1,015 = 364, 53. Neste caso, é mais vantagem comprar daqui a 30 dias, pois $365 > $364, 53. (b) Comprar um refrigerador à vista por R$829,00 ou pagar R$868,00 daqui a 30 dias? Solução: Temos as seguintes situações Analisando o valor de $868 na data zero, temos que: 868 1,015 = 855, 17. Neste caso, é mais vantagem comprar à vista, pois $829 < $855, 17. 10 2.1 Cálculo do Prazo Da fórmula que relaciona o Montante e o Capital, podemos deduzir o valor do prazo n, como segue: M = C(1 + i)n M (1 + i)n = C ( ) M log(1 + i)n = log C ( ) M n log(1 + i) = log C (M ) log C n = log(1 + i) 2.2 Cálculo da Taxa Da fórmula que relaciona o Montante e o Capital, podemos deduzir o valor da taxa i, como segue: M = C(1 + i)n M (1 + i)n = C √ √ n M n (1 + i)n = √C n M (1 + i) = C ) (√ n M i = −1 C Note que a taxa obtida pela fórmula acima estará na forma decimal, para passá-la para a forma percentual (%), basta multiplicar o resultado obtido por 100. 2.3 Problemas Observação 1. Antes de realizar os cálculos com a HP-12C, verifique se aparece um c (convenção exponencial) no visor da calculadora. Para colocá-lo, digite: (STO) (EEX). Deixe a calculadora sempre neste modo! A convenção exponencial garante que a calculadora usará tanto a parte inteira, quanto a parte decimal do prazo, no regime de juros compostos. Observação 2. Antes de aplicar qualquer fórmula, tome os seguintes cuidados: (a) Passe a taxa da forma percentual para a decimal (÷100). (b) Deixe a taxa e o prazo sempre nas mesmas unidades. 11 Observação 3. Antes de resolver cada problema usando a HP-12C, é recomendado que se limpe as memórias financeiras usando o comando (f )(FIN). Isto evita que dados de um problema anterior interfiram no resultado do problema atual. (√ ) (M ) log M n M C , n= , i= − 1, J = M − C M = C(1 + i)n , C = n (1 + i) log(1 + i) C 1. Qual o montante produzido pelo capital de $5.000,00 em regime de juros compostos, aplicado durante 8 meses, à taxa de 3,5% ao mês? Solução: C = 5000, n = 8 meses, i = 3, 5% a.m. = 0,035 a.m., M =? M = C(1 + i)n = 5000(1 + 0, 035)8 = 5000(1, 035)8 = 6584, 05 Na HP-12C, temos: (CLX) (f) (FIN) [limpa o visor e apaga os registros financeiros] 5000 (CHS) (PV) 8 (n) 3.5 (i) [não precisa converter para a forma decimal!] (FV) −→ 6.584,05 2. Determine o capital aplicado a juros compostos de 4,3% ao mês, sabendo que após 8 meses rendeu um montante de $20.572,57. Solução: i = 4, 3% a.m. = 0,043 a.m., n = 8 meses, M = 20572, 57, C =? C= 20572, 57 M = = 14.689, 74 n (1 + i) 1, 0438 Na HP-12C, temos: (CLX) (f) (FIN) 4.3 (i) 8 (n) 20572.57 (FV) (PV) −→ -14.689,74 [limpa o visor e apaga os registros financeiros] 12 3. Em que prazo um empréstimo de $20.000,00 pode ser quitado por meio de um único pagamento de $24.310,12 se a taxa de juros compostos cobrada for de 5% ao mês? Solução: C = 20000, M = 24310, 12, i = 5% a.m. = 0,05 a.m., n =? ( ( ) ) log 24310,12 log M C 20000 = =4 n= log(1 + i) log(1, 05) Portanto, n = 4 meses. Na HP-12C, temos: (CLX) (f) (FIN) [limpa o visor e apaga os registros financeiros] 20000 (CHS) (PV) 24310.12 (FV) 5 (i) (n) −→ 4 [meses] 4. A que taxa de juros ao mês um capital de $13.200,00 pode transformar-se em $35.112,26, considerando um perı́odo de 7 meses? Solução: C = 13200, M = 35112, 26, n = 7, i =? (√ ) (√ ) M 35112, 26 n 7 i= −1= − 1 = 0, 15 C 13200 Logo, i = 0, 15 a.m. = 15% a.m. Na HP-12C, temos: (CLX) (f) (FIN) [limpa o visor e apaga os registros financeiros] 13200 (CHS) (PV) 35112,26 (FV) 7 (n) (i) −→ 15 Logo, i = 15% a.m. 3 Anuidades Uma anuidade é uma sequência de pagamentos periódicos iguais. 13 3.1 Anuidades sem entrada Em problemas de “anuidades sem entrada” o valor atual (PV) pode ser obtido pela soma dos valores de cada uma das prestações (PMT) na data zero. Sendo PV o valor atual do bem (valor à vista), PMT o valor de cada prestação, n o número de prestações e i a taxa de juros, comparando na data zero, temos: PV = P MT PMT PMT PMT P MT + + + ... + + 2 3 n−1 (1 + i) (1 + i) (1 + i) (1 + i) (1 + i)n Podemos reescrevê-la da seguinte forma: P V = P M T (1 + i)−n + P M T (1 + i)−(n−1) + . . . + P M T (1 + i)−2 + P M T (1 + i)−1 Colocando P M T em evidência, obtemos: [ ] P V = P M T (1 + i)−n + (1 + i)−(n−1) + . . . + (1 + i)−3 + (1 + i)−2 + (1 + i)−1 A expressão que se encontra dentro dos colchetes é a soma dos termos de uma P G, onde: −n a1 = (1 + i) an = (1 + i)−1 q = (1 + i) ( Lembrando que a soma de n termos de uma P G é dada por: Sn = a1 [ PV = PMT PV = PMT PV = PMT PV = PMT ( )] (1 + i)n − 1 (1 + i) (1 + i) − 1 [ ( )] (1 + i)n − 1 −n (1 + i) i [ ( )] 1 (1 + i)n − 1 (1 + i)n i ] [ n (1 + i) − 1 (1 + i)n i −n q n −1 q−1 ) , temos: 14 3.1.1 Problemas 1. Uma pessoa compra um objeto que irá pagar em 4 prestações mensais de $200,00 sem entrada. As prestações serão pagas a partir do final do mês da compra e o vendedor afirmou estar cobrando uma taxa de juros compostos de 5% ao mês. Qual o preço do objeto à vista? Solução: n = 4, P M T = 200, i = 5% a.m. = 0,05 a.m., P V =? ] [ ] (1, 05)4 − 1 (1 + i)n − 1 = 200 = 709, 19 PV = PMT (1 + i)n · i (1, 05)4 · 0, 05 [ Logo, P V = 709, 19. Na HP-12C, temos: (CLX) (f) (FIN) [limpa o visor e apaga os registros financeiros] 4 (n) 200 (CHS) (PMT) 5 (i) (PV) −→ 709,19 2. Determine o valor da prestação mensal para quitar, com 10 prestações sem entrada, um empréstimo de $15.000,00 a juros de 5% ao mês. Solução: n = 10, P V = 15000, i = 5% a.m. = 0,05 a.m., P M T =? PMT = [ PV (1+i)n −1 (1+i)n ·i ]=[ 15000 (1,05)10 −1 (1,05)10 ·0,05 ] = 1942, 57 Logo, P M T = 1942, 57. Na HP-12C, temos: (CLX) (f) (FIN) 10 (n) 15000 (PV) 5 (i) (PMT) −→ -1942,57 [limpa o visor e apaga os registros financeiros] 15 3. Um financiamento no valor de $66.241,00 é feito em prestações anuais sem entrada, no valor de $9.000,00, à taxa de 6% ao ano. Calcule o número de prestações deste financiamento. Solução com a HP-12C: P V = 66241, P M T = 9000, i = 6% a.m. , n =?, (CLX) (f) (FIN) [limpa o visor e apaga os registros financeiros] 66241 (PV) 9000 (CHS) (PMT) 6 (i) (n) −→ 10 Logo, este financiamento consiste de 10 prestações anuais. 4. Uma motocicleta custa, à vista, $2737,60. Compro-a em 12 prestações mensais de $317,64, sem entrada. Calcule a taxa do financiamento. Solução com a HP-12C: P V = 2737, 60,n = 12, P M T = 317, 64, i =?. (CLX) (f) (FIN) [limpa o visor e apaga os registros financeiros] 2737,60 (PV) 12 (n) 317,64 (CHS) (PMT) (i) −→ 5,50 Logo, a taxa do financiamento é de i = 5, 50% a.m. 3.2 Anuidades com entrada Sejam PV o valor atual de uma anuidade “com entrada”, n o número de prestações, PMT o valor de cada prestação e i a taxa de juros. Temos o seguinte fluxo de caixa que relaciona o valor atual com as prestações na data zero: Se desconsiderarmos por um momento a prestação da data zero, caı́mos na situação anterior, de obter o valor atual de uma anuidade sem entrada com n − 1 prestações. 16 Assim, voltando para o nosso caso, temos que o P V será fornecido pela seguinte expressão: [ PV PV ] (1 + i)n−1 − 1 = PMT + P |M {z T} (1 + i)n−1 i data zero {[ ] } (1 + i)n−1 − 1 = PMT +1 (1 + i)n−1 i Observação 4. Para resolver os problemas “com entrada” usando a HP-12C, devemos digitar o comando (g)(BEG). Feito isto, irá aparecer no visor da calculadora a palavra BEGIN. Para a calculadora voltar ao modo ‘sem entrada’, basta digitar o comando (g)(END) que o BEGIN irá desaparecer do visor. 3.2.1 Problemas 1. Uma pessoa compra um objeto que irá pagar em 4 prestações mensais de $200,00. As prestações serão pagas a partir do inı́cio do mês da compra e o vendedor afirmou cobrar uma taxa de juros compostos de 2% ao mês. Qual o preço do objeto à vista? Solução: n = 4, P M T = 200, i = 2% a.m. = 0,02 a.m., P V =? {[ PV = P MT ] } {[ ] } (1 + i)n−1 − 1 (1, 02)4−1 − 1 + 1 = 200 + 1 = 776, 78 (1 + i)n−1 · i (1, 02)4−1 · 0, 02 Logo, P V = 776, 78. Na HP-12C, temos: (CLX) (f) (FIN) (g) (BEG) [compra com entrada] 4 (n) 200 (CHS) (PMT) 2 (i) (PV) [limpa o visor e apaga os registros financeiros] 17 −→ 776,78 2. Uma compra no valor de $6.500,00, com juros de 2,5% ao mês, foi efetuada em 6 prestações (com entrada). Determine o valor destas prestações? Solução: P V = 6500, i = 2, 5% a.m. = 0,25 a.m.,n = 6, P M T =? P M T = {[ PV (1+i)n−1 −1 (1+i)n−1 ·i ] 6500 } = {[ ] } = 1151, 29 (1,025)6−1 −1 +1 + 1 6−1 (1,025) ·0,025 Logo, P M T = 1151, 29. Na HP-12C, temos: (CLX) (f) (FIN) (g) (BEG) [limpa o visor e apaga os registros financeiros] [compra com entrada] 6500 (PV) 2.5 (i) 6 (n) (PMT) −→ -1151,29 3. José comprou um imóvel no valor de $79.521,95 que deverá ser pago em 10 prestações anuais (com entrada) de $10.000,00. Qual a taxa de juros? Solução com a HP-12C: P V = 79521, 95, n = 10, P M T = 10000, i =?% a.a. (CLX) (f) (FIN) (g) (BEG) [limpa o visor e apaga os registros financeiros] [compra com entrada] 79521,95 (PV) 10 (n) 10000 (CHS) (PMT) (i) −→ 5,50 % a.a. Logo, este financiamento uma taxa de 5,50 % a.a.. 4. Quantas prestações anuais (com entrada) no valor de $48.831,00 serão necessárias para pagar uma dı́vida de $165.000,00 com uma taxa de juro de 40% ao ano? Solução com a HP-12C: P M T = 48831, P V = 165000, i = 40% a.a., n =? (CLX) (f) (FIN) (g) (BEG) [limpa o visor e apaga os registros financeiros] [compra com entrada] 18 48831 (CHS) (PMT) 165000 (PV) 40 (i) (n) −→ 10 meses. 3.3 Anuidade Perpétua Quando se aluga um bem, como por exemplo um imóvel, cede-se a posse deste em troca de um aluguel, digamos mensal. Podemos imaginar que os aluguéis são prestações que devem ser pagas indefinidamente no final de cada perı́odo (neste caso, n → ∞). Neste caso o valor atual será obtido da seguinte expressão: PV = PMT PMT PMT P MT + + + ... + + ... 2 3 (1 + i) (1 + i) (1 + i) (1 + i)n Colocando a parcela P M T em evidência, temos: ] [ 1 1 1 P V = P MT + + ... + + ... (1 + i) (1 + i)2 (1 + i)n Observe que os termos dentro do colchetes correspondem a uma soma infinita de uma P G cujo a1 = 1 (1+i) = q, note que 0 < q < 1. Lembrando que soma dos termos de uma P G infinita onde 0 < q < 1 é dada por S∞ = segue que: [ PV = PMT PV = PMT PV = PMT PV = P MT i 1 (1+i) 1 1 − (1+i) [ 1 ] (1+i) (1+i)−1 (1+i) [ 1 ] (1+i) i (1+i) ] a1 , 1−q 19 3.3.1 Problema 1. Se um apartamento está rendendo um aluguel de $600,00 ao mês e se a taxa da melhor aplicação no mercado financeiro é de 2% ao mês, qual seria uma primeira estimativa do valor do imóvel, considerando o recebimento do aluguel no final de cada mês? Solução: P M T = 600, i = 2% a.m. = 0,02 a.m., n → ∞, P V =? PV = PMT 600 = = 30000 i 0, 02 Logo, P V = 30.000, 00. Na HP-12C, temos: (CLX) (f) (FIN) [limpa o visor e apaga os registros financeiros] (g) (END) [sem entrada] 600 (CHS) (PMT) 2 (i) 9999999999 (n) [tantos 9’s quantos couberem no visor] (PV) −→ 30.000,00