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Matemática financeira I-10



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Introdução

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A cobrança de juros não é prática exclusiva da era moderna. Há indícios históricos de que ocorria desde tempos remotos, na era pré-urbana, quando a atividade econômica era fundamentalmente agrícola. Exemplo: alguém, que por algum motivo tinha um cavalo disponível, podia emprestá-lo a outro que precisava de um cavalo para ajudá-lo em sua colheita. Entretanto, quem emprestou não estava interessado apenas em receber o cavalo de volta após algum tempo. Desejava também uma parte dos grãos que o cavalo contribuiu para produzir, ou seja, era a cobrança de juro sobre o empréstimo do cavalo.

Com o advento da moeda e, mais tarde, dos intermediários financeiros (bancos), as coisas se sofisticaram. Mas o conceito fundamental continua tão simples quanto essa história do cavalo. Nesta série de páginas são apresentadas algumas informações básicas sobre a matéria.


Conceitos básicos, juro simples

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A forma mais elementar de uma operação de empréstimo financeiro é graficamente representada na Figura 01: uma pessoa recebe do credor um valor C e, depois de um período de tempo T, paga ao credor um valor M, correspondente ao valor C acrescido dos juros.

C é denominado capital, valor atual ou valor presente.
M é denominado montante ou valor no horizonte.

Conceito básico de juro
Figura 01
A taxa de juro i é a proporção de C correspondente ao acréscimo. Assim,

M = C + C i = C (1 + i) #A.1#.

É praxe a indicação dos juros em termos percentuais. Portanto,

p = 100 i ou i = p / 100 #A.2#, onde p é o valor do juro em percentual. E a fórmula anterior pode ser escrita:

M = C (1 + p/100) #A.3#.

Recebimento e pagamento em um período fracionário (juro simples)
Figura 02
Se i é a taxa para um período de referência T, a taxa it para um período diferente t é, no critério dos juros simples, dada pela proporção aritmética:

it = i t / T #B.1#.

De outra forma, pode-se dizer que, se i é a taxa de juro simples para um período T, a taxa in para n períodos T é dada pelo produto:

in = n i #B.2# (equivale à substituição t = n T na fórmula anterior).

Na aplicação dos juros simples, as taxas são, portanto, proporcionais. Se i é a taxa para um período, a relação #A.1# para n períodos é assim escrita:

Mn = C (1 + n i) #B.3#. Onde Mn é o montante após n períodos.


Exemplo: uma pessoa tomou R$ 1.000,00 emprestados para pagar em seis meses com juros simples de 2% ao mês. Determinar o valor a ser pago.

A taxa decimal é i = 2/100 = 0,02. Portanto, M6 = 1000 (1 + 6 × 0,02) = R$ 1.120,00.


Na praxe comercial, o período-base é, em geral, o ano. Exemplo: juros de 0,12 ou 12% ao ano. São também comuns as seguintes definições para períodos fracionários:

Juro exato: usa a proporção correspondente aos dias do ano, it = i t / 365.

Juro comercial: considera o ano com 360 dias, it = i t / 360, e o período t deve ser dado em múltiplos de 30 dias (meses).

Juro ordinário: mesmo critério do comercial, it = i t / 360, mas o período t pode ser dado em qualquer número de dias.

Notar que os mesmos conceitos de juros são válidos para investimentos, isto é, C pode ser o valor aplicado e M o resgate do investimento com o acréscimo dos juros.


Exemplo: um capital de R$ 10.000,00 é aplicado por 135 dias em um fundo que rende 12% ao ano. Calcular o montante após esse período considerando juro simples ordinário.

A taxa anual é i = 12/100 = 0,12. Segundo definição anterior, i145 = 0,12 145 / 360 ≈ 0,048. Aplicando #A.1#,

M = 10000 (1 + 0,048) = R$ 10.480,00.


Exemplo: se uma aplicação rende 12% ao ano, calcular o tempo necessário para dobrar o capital investido considerando juros simples.

Usa-se a relação #B.3#: Mn = C (1 + n i). Neste caso, Mn = 2 C e i = 12/100 = 0,12. Substituindo,

2 C = C (1 + 0,12 n). Resolvendo, n ≈ 8,33 anos.


Juro composto

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No conceito de juro composto, os juros dos períodos anteriores são acumulados para o período seguinte em forma de progressão geométrica.

No exemplo da Figura 01, cada retângulo numerado representa um período T, ao qual corresponde uma taxa de juro i.

Exemplo de juros compostos
Figura 01
De acordo com a relação #A.1# do tópico anterior, o montante M1 (final do período 1) correspondente ao capital C no início do mesmo período é dado por:

M1 = C (1 + i). Esse valor é o capital para o início do segundo período. Assim,

M2 = M1 (1 + i) = C (1 + i) (1 + i) = C (1 + i)2.

Para o último período, M12 = C (1 + i)12. Generalizando para n períodos,

Mn = C (1 + i)n #A.1#.

Considerando os n períodos equivalentes a um único período de taxa in, pode-se fazer a igualdade

Mn = C (1 + i)n = C (1 + in). Simplificando, in = (1 + i)n − 1 #B.1#.

Essa fórmula calcula, portanto, a taxa de juro composto in para n períodos de taxa de juro i. Ela pode ser rearranjada para indicar a taxa por período i em função da taxa dos n períodos in:

i = (1 + in)1/n − 1 #B.2#.

Supõe-se agora a relação #B.1# com k períodos, ik = (1 + i)k − 1. Se é conhecida a taxa in para n períodos, substitui-se o valor de i dado por #B.2# nessa relação e o resultado é:

ik = (1 + in)k/n − 1 #B.3#. Ou seja, a taxa para k períodos é calculada em função da taxa para n períodos.


Em razão do fato de o capital de um período ser igual ao montante (capital mais juros) do período anterior, juros compostos são também denominados juros capitalizados ou juros sobre juros.


Na maioria dos países, inclusive o Brasil, as operações financeiras são quase sempre calculadas com juros compostos. É necessário, entretanto, prestar atenção a alguns conceitos de praxe para evitar equívocos:

Taxa nominal: é um valor apenas de referência, adotado para um determinado período (em geral, um ano), com menção dos períodos a capitalizar. Exemplo: 36% ao ano capitalizados mensalmente.

Taxa do período (proporcional): é a taxa nominal proporcional a cada período de capitalização. No exemplo anterior, o seu valor é 36% / 12 = 3% ao mês.

Taxa efetiva: é a taxa de juros compostos, calculada com a taxa por período, para o número de períodos desejados.


Exemplo: no caso de 36% ao ano capitalizados mensalmente, a taxa por período é p = 36% / 12 = 3% ao mês. Ou i = p/100 = 0,03. Para um ano (12 meses), a taxa efetiva é calculada segundo igualdade #B.1#:

i12 = (1 + 0,03)12 − 1 ≈ 0.426 ou 42,6%.

Na forma genérica, é comum o uso da notação i(m), onde i é a taxa nominal para o ano e m é o número de capitalizações por ano (não é expoente). Assim, a taxa do período é i(m)/m. Substituindo em #B.1# e reagrupando,

(1 + i(m)/m)m = i + 1 #C.1#. Onde i é a taxa anual efetiva equivalente a i(m).


Tabela de juros compostos
n 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% 12% 15% 18%
1 1,010 1,020 1,030 1,040 1,050 1,060 1,070 1,080 1,090 1,100 1,120 1,150 1,180
2 1,020 1,040 1,061 1,082 1,103 1,124 1,145 1,166 1,188 1,210 1,254 1,323 1,392
3 1,030 1,061 1,093 1,125 1,158 1,191 1,225 1,260 1,295 1,331 1,405 1,521 1,643
4 1,041 1,082 1,126 1,170 1,216 1,262 1,311 1,360 1,412 1,464 1,574 1,749 1,939
5 1,051 1,104 1,159 1,217 1,276 1,338 1,403 1,469 1,539 1,611 1,762 2,011 2,288
6 1,062 1,126 1,194 1,265 1,340 1,419 1,501 1,587 1,677 1,772 1,974 2,313 2,700
7 1,072 1,149 1,230 1,316 1,407 1,504 1,606 1,714 1,828 1,949 2,211 2,660 3,185
8 1,083 1,172 1,267 1,369 1,477 1,594 1,718 1,851 1,993 2,144 2,476 3,059 3,759
9 1,094 1,195 1,305 1,423 1,551 1,689 1,838 1,999 2,172 2,358 2,773 3,518 4,435
10 1,105 1,219 1,344 1,480 1,629 1,791 1,967 2,159 2,367 2,594 3,106 4,046 5,234
11 1,116 1,243 1,384 1,539 1,710 1,898 2,105 2,332 2,580 2,853 3,479 4,652 6,176
12 1,127 1,268 1,426 1,601 1,796 2,012 2,252 2,518 2,813 3,138 3,896 5,350 7,288
13 1,138 1,294 1,469 1,665 1,886 2,133 2,410 2,720 3,066 3,452 4,363 6,153 8,599
14 1,149 1,319 1,513 1,732 1,980 2,261 2,579 2,937 3,342 3,797 4,887 7,076 10,147
15 1,161 1,346 1,558 1,801 2,079 2,397 2,759 3,172 3,642 4,177 5,474 8,137 11,974
16 1,173 1,373 1,605 1,873 2,183 2,540 2,952 3,426 3,970 4,595 6,130 9,358 14,129
17 1,184 1,400 1,653 1,948 2,292 2,693 3,159 3,700 4,328 5,054 6,866 10,761 16,672
18 1,196 1,428 1,702 2,026 2,407 2,854 3,380 3,996 4,717 5,560 7,690 12,375 19,673

A tabela acima dá os resultados de (1 + i)n, onde i = p/100, para diversos valores de p e n. Naturalmente, ela é desnecessária diante de calculadoras e programas como planilhas de cálculo. Mas em provas, o seu uso pode ser solicitado.


Comparação juros simples e compostos
Figura 02
Comparação juros simples e compostos

O gráfico da Figura 02 faz a comparação do montante M de um capital C = R$ 100,00 em relação ao período em meses, para juros simples e compostos de i = 0,01 (ou 1%) por mês.

De acordo com fórmulas já vistas,

• Juros simples: M = 100 (1 + 0,01 n).

• Juros compostos: M = 100 (1 + 0,01)n.

Essas fórmulas permitem deduzir (e o gráfico demonstra) que, para a mesma taxa por período, juros compostos produzem resultados mais elevados por serem progressões geométricas.

Exemplo (fonte: CFC 1º sem. 2003): numa aplicação, sob o regime de capitalização composta, deseja-se dobrar os juros. Considere o tempo de aplicação maior do que 1 (um). O que deverá ser feito é:

a) Dobrar a taxa de juros.
b) Dobrar o capital aplicado.
c) Dobrar o tempo de aplicação.
d) Quadruplicar o tempo de aplicação.

Solução: supõe-se uma aplicação simples com um investimento único e um resgate único depois de n períodos com juros i por período. É usada a relação entre valor atual e valor no horizonte conforme #A.1#:

M = C (1 + i)n. Os juros que se deseja dobrar são a diferença M − C = C (1 + i)n − C = C [(1 + i)n − 1].

Entre as alternativas apresentadas, a única que dobra esse valor é o dobro do capital aplicado (2C). As demais afetam a expressão exponencial (1 + i)n, que não resulta no dobro. Resposta (b).


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