Márcio de Menezes Matemática Financeira IESDE Brasil S.A. Curitiba 2012 Edição revisada
Márcio de Menezes
Matemática Financeira
IESDE Brasil S.A.Curitiba
2012
Edição revisada
© 2008 – IESDE Brasil S.A. É proibida a reprodução, mesmo parcial, por qualquer processo, sem autorização por escrito dos autores e do detentor dos direitos autorais.
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Menezes, Márcio de.Matemática Financeira. / Márcio de Menezes. ed., rev – Curitiba, PR: IESDE, 2012. 348p. : 24 cm
Inclui bibliografia ISBN 978-85-387-2855-9
1. Matemática financeira. I. Inteligência Educacional e Sistemas de Ensino. II. Título.
12-4739. CDD: 650.01513 CDU: 51-7
06.07.12 19.07.12 037146 __________________________________________________________________________________
Capa: IESDE Brasil S.A.
Imagem da capa: IESDE Brasil S.A.
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Todos os direitos reservados.
Márcio de MenezesDoutorando em Física pela Universidade Es-
tadual Paulista (Unesp). Mestre em Física pela Unesp. Graduado em Física pela Universidade de São Paulo (USP). Profissionalmente tem se dedicado ao desenvolvimento de software de análise estatística de dados. Professor na área quantitativa aplicada a negócios, ministrando: Métodos Quantitativos para Tomada de Deci-são, Estatística Aplicada a Negócios, Matemática Financeira e Pesquisa Operacional.
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Introdução à Matemática Financeira 11
11 | Valor do dinheiro no tempo
13 | Terminologia
17 | Diagramas de �uxo de caixa
20 | Juros simples
Juros compostos 35
35 | Problemas dos juros simples
37 | Formulando os juros compostos
40 | Comparando os juros simples com os juros compostos
41 | Simulações com juros compostos
45 | Cálculos com períodos fracionários
46 | Equivalência de capitais a juros compostos
47 | Outra comparação dos juros simples e dos juros compostos
49 | Compra de bens à vista ou a prazo
Taxas de juros 59
59 | Taxas de juros equivalentes
64 | Taxa de juros nominal e efetiva
67 | Taxas de juros variáveis
74 | Taxa ao dia útil
Desconto 83
83 | Desconto racional (ou �nanceiro)
85 | Desconto comercial
86 | Comparação entre desconto racional e desconto comercial
88 | Taxa de juros efetiva de um desconto comercial
90 | Aplicação do desconto comercial
A in�ação 109
109 | O que é a in�ação
111 | Renda e in�ação
112 | Taxa de juros nominal e real
115 | Taxa de desvalorização da moeda
116 | A de�ação
117 | Taxa acumulada de in�ação
118 | Taxa média de in�ação
120 | Índices de in�ação do Brasil
122 | Dinheiro para aposentadoria
Estrutura das taxas de juros 133
133 | Spread bancário
140 | Taxa over
145 | Taxa spot e taxa forward
151 | Ampliando seus conhecimentos
Tributação e rendimento 157
157 | Tributações
162 | Outros custos de transação
162 | O cálculo dos tributos e do rendimento líquido de taxas
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Série de pagamentos 181
185 | Usando a calculadora HP12c para cálculos �nanceiros
186 | Usando o Excel para cálculos �nanceiros
186 | Fazendo contas
188 | Exemplos usando a HP12c, o Excel e algumas contas
197 | Séries de pagamentos antecipados
Perpetuidade e série de pagamentos constantes e variáveis
211
211 | Perpetuidade
221 | Série de pagamentos
230 | Aposentadoria
Amortização 239
240 | Sistema de Amortização Francês (SAF)
243 | Sistema de Amortização Constante (SAC)
245 | Sistema de Amortização Crescente (SACRE)
246 | Sistema de Amortizaçao Americano (SAA)
248 | Amortização com carência
251 | Outros sistemas de amortização
Avaliação de investimentos 261
262 | Valor de um projeto
263 | Método do Valor Presente Líquido (VPL)
266 | Método do Pay-Back descontado
267 | Método da Taxa Interna de Retorno (TIR)
270 | Método da Taxa Interna de Retorno Modi�cada (TIRM)
272 | Comparação entre as metodologias
Títulos de renda �xa 285
286 | A emissão de títulos
287 | Os títulos públicos
289 | Preço dos títulos pre�xados
293 | Preço dos títulos pós-�xados
295 | Composição das taxas dos títulos pós-�xados
296 | A decisão de investimento: títulos pre�xados X pós-�xados
Atividades de revisão 305
Referências 347
Matem
ática FinanceiraApresentação
Esta obra trata da Matemática Financeira apenas como um primeiro passo a ser dado para se conhecer o mundo das Finanças. Através dela, você será capaz de saber mais sobre as taxas de juros que estão presentes nas aplicações e em-préstimos, assim como nos financiamentos, que são tão comuns atualmente.
Todo o conhecimento aqui apresentado, praticamente não exige pré-requisitos. O único conhecimento prévio que você necessita é saber as operações matemáticas básicas (soma, subtração, divisão e multiplicação), bem como saber a potenciação.
O conhecimento que você vai adquirir aqui vai além da matemática das taxas de juros. Você também vai poder aprender um pouco o fun-cionamento do mercado financeiro, sua termi-nologia técnica, juntamente com as operações mais comuns.
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Introdução à Matemática Financeira
Valor do dinheiro no tempo
MoedaAntes de detalharmos a Matemática Financeira, vejamos algumas de�ni-
ções sobre o que são moeda e capital. Moeda é o meio que facilita a troca de bens e serviços, possuindo basicamente três funções: meio de troca, unidade de valor e acúmulo de riquezas. A moeda é essencial como um meio de troca, por ser melhor que o escambo. Entretanto, veremos ao longo desta obra que, apesar de importante, é insu�ciente para algumas operações �nanceiras.
Capital é o dinheiro acumulado que está investido ou disponível para ser investido. Existem outras possíveis denotações para capital, mas vislumbrar capital como recursos disponíveis para uma aplicação é a que mais se em-prega nesta obra.
Gastar X investirIndivíduos e empresas têm de saber como lidar com o seu dinheiro. Ele
pode ser gasto imediatamente ou economizado. É claro que é possível fazer as duas coisas, ou seja, gastar parte do dinheiro e economizar outra parte. Decidir por economizar é o mesmo que adiar o consumo para realizar um investimento.
Aquele que possui o dinheiro decide entre consumo e investimento com o intuito de maximizar a sua utilidade (nível de satisfação). O presente é certo, enquanto o futuro é incerto. Assim, quando se decide pelo investi-mento, espera-se uma remuneração que pague pelo adiamento do consu-mo e também pela incerteza do próprio investimento. O resultado de um investimento é quase sempre incerto; assim, para que uma pessoa (ou em-presa) decida pelo investimento, ele deve gerar uma remuneração que seja atrativa, apesar da incerteza no valor a receber no futuro. Caso contrário, não haverá interesse em poupar.
12
Introdução à Matemática Financeira
Remuneração pelo investimentoA remuneração pelo investimento é chamada de juro. É uma quantidade
dependente do tempo que o consumo está sendo adiado. Juro é a remune-ração pelo consumo adiado, ou, em outras palavras, a remuneração sobre o capital investido.
Exemplo: Você empresta R$100.000,00 a José hoje que serão devolvidos daqui a um ano. A questão é: quanto José deve lhe entregar após um ano? Com certeza o valor, daqui a um ano, deve ser corrigido pela in�ação. Se a in-�ação for de 5% ao ano, então o valor devolvido depois desse período deve ser de R$105.000,00.
Agora �ca uma outra pergunta: será que José deve pagar apenas o valor emprestado corrigido pela in�ação? De acordo com o que já foi dito ante-riormente, você esperaria ser remunerado por adiar o consumo. Assim, você espera receber a correção relativa à in�ação, mais uma parcela que chamamos de juro real. Dessa forma você espera receber mais do que os R$105.000,00 mencionados anteriormente. Digamos que a in�ação nesse período acresci-da dos juros reais que a economia está proporcionando seja de 15%. Então, você espera receber R$115.000,00.
Existe mais um problema. Será que José vai realmente pagar o emprés-timo? Mesmo que você o conheça e saiba da sua boa índole, existe a pos-sibilidade de ele perder o emprego, por exemplo. Assim, resta uma última pergunta: como devemos tratar a incerteza com relação ao recebimento da quantia emprestada? Com certeza você terá de cobrar mais ainda do José. Os R$115.000,00 não serão su�cientes para cobrir aquilo que você espera ganhar. O governo, nesse nosso exemplo, está pagando 15% de juros no-minais (que são os juros reais mais a in�ação). Mas você sabe que, se o go-verno não tiver dinheiro, ele pode emitir moeda para a dívida. Mas o pobre José não pode fazer isso. Portanto, você vai cobrar mais do José do que você ganha fazendo um investimento num título do governo.
O juro cobrado num empréstimo deve cobrir:
a in�ação esperada;
o juro real;
o risco.
Introdução à Matemática Financeira
13
Vimos então que existem três motivos para que o valor do dinheiro varie no tempo. Agora que �zemos essa discussão sobre o dinheiro, é fácil ver que receber R$100,00 hoje vale mais do que receber R$100,00 daqui a um ano. Primeiramente, isso ocorre devido à in�ação. O segundo motivo que faz com que o dinheiro valha mais hoje do que no futuro é a possibilidade que você tem de investi-lo e receber mais no futuro (juro real). O terceiro motivo está relacionado à incerteza (risco); você não tem certeza se receberá o dinheiro no futuro (risco de crédito), além disso, em muitos investimentos não sabe-mos o valor exato que receberemos no futuro (risco de mercado).
É importante notar que, como o dinheiro perde seu valor ao longo do tempo, os juros são a forma de garantir que o valor �nanceiro disponível hoje seja equivalente ao que teremos no futuro. Em economia é comum con-siderar o custo de oportunidade, que é o custo de desistir de um ganho certo hoje para trocá-lo por um ganho futuro. O custo de oportunidade é exata-mente a mesma coisa que o valor do dinheiro.
Juro pre�xado e pós-�xado
É interessante notar que não sabemos qual será a in�ação daqui para o futuro. Assim, dizemos que devemos cobrar pela in�ação esperada. Entretanto, se não quisermos con�ar nas nossas expectativas podemos considerar o juro como pós-�xado. Considerando o exemplo acima, você poderia emprestar a José a uma taxa pós-�xada. Você poderia dizer a ele que emprestaria a uma taxa de 10% mais a in�ação que ocorrer no período. Como a in�ação não é co-nhecida de antemão, José não sabe ao certo quanto pagará, assim como você também não sabe o quanto receberá. Todavia, você sabe que, se a in�ação ao longo do próximo ano for de 20% ao ano, você não perderá dinheiro.
TerminologiaImagine que você faz um investimento de R$100,00. Você aplica essa
quantia e no futuro (após um ano) resgatará um outro valor, por exemplo, R$120,00. Precisamos usar uma terminologia única, que não traga dúvidas no momento que formos identi�car e resolver os problemas.
14
Introdução à Matemática Financeira
Os vários livros de Matemática Financeira não possuem uma terminologia única para os vários termos. Assim, vamos nos concentrar apenas em alguns, para que não haja confusão.
Valor presente, valor futuro e juroO valor investido costuma ser chamado de valor presente, principal ou ca-
pital. Já o valor resgatado pode ser chamado de valor futuro, montante, valor de resgate ou saldo futuro. Apesar de cada obra utilizar um desses diferentes termos, vale ressaltar que as calculadoras �nanceiras, assim como o Excel, uti-lizam os termos valor presente (para fazer referência ao valor inicial de uma aplicação ou dívida) e valor futuro (para o valor �nal da aplicação ou dívida).
O valor presente nada mais é do que o valor do capital investido. O valor futuro é o capital resgatado ao �nal do período de investimento. Portanto o valor presente da sua aplicação é de R$100,00, enquanto que o valor futuro é de R$120,00.
Assim como precisamos de nomes para os valores inicial e �nal da apli-cação, utilizamos um nome para a diferença entre o valor �nal e o valor ini-cial da aplicação. Conforme vimos, a remuneração sobre o capital investido é chamada de juro. Portanto, o incremento sofrido pelo capital investido é chamado de juro.
Dessa forma, o juro nada mais é do que o valor futuro menos o valor pre-sente, ou seja:
Juro = Valor Futuro – Valor Presente
Retomando o início desta seção, quando você investiu R$100,00 e resga-tou R$120,00, podemos a�rmar agora que o juro (remuneração pelo capital investido) foi de R$20,00.
Em outras palavras, o juro representa o aumento do capital investido.
Exemplo: Manoel aplicou R$100,00 na caderneta de poupança. Depois de um ano sem mais nenhuma movimentação, ele possuía R$110,00. Quanto ele obteve de juro?
Introdução à Matemática Financeira
15
Juro = Valor Futuro – Valor Presente
Juro = R$110,00 – R$100,00
Juro = R$10,00
Observe que a equação acima pode ser reescrita como:
Valor Futuro = Valor Presente + Juro
Agora podemos escrever o valor futuro em termos do valor presente e do juro.
Exemplo: Silvana investiu R$100,00. Após dois anos o juro foi de R$25,00. Qual era o montante que Silvana possuía ao �nal desses dois anos?
Valor Futuro = Valor Presente + Juro
Valor Futuro = R$100,00 + R$25,00
Valor Futuro = R$125,00.
Para simpli�car ainda mais a notação que utilizamos, usaremos, de agora em diante, letras para representar o valor presente, o valor futuro e o juro. Isso será feito assim:
Valor Presente (P);
Valor Futuro (F);
Juro (J).
Reescrevendo as equações acima temos:
J = F – P F = P + J
Taxa de jurosA taxa de juros (i) é a razão entre o juro e o capital investido (valor presen-
te), ou seja:
16
Introdução à Matemática Financeira
Taxa de Juros = Juro / Valor Presente
Também podemos escrever essa equação da seguinte forma:
i = J / P
A taxa de juros é uma quantidade adimensional, mas comumente é medida em termos de percentagem ao período.
Considerando novamente que você aplicou R$100,00 e resgatou R$120,00 depois de um ano, a taxa de juros (i) é de:
i = R$20,00 / R$100,00 = 0,20 = 20% ao ano.
É importante que a taxa de juros seja medida por unidade de tempo. No caso apresentado a taxa foi de 20% ao ano. Será que em seis meses essa aplicação teria rendido a mesma taxa? Certamente não. Esperamos que na metade do tempo a taxa de juros seja aproximadamente a metade.
Assim, o juro (J) pago após um período de tempo é dado por:
J = P . i
ou seja, o juro (J) cobrado após um período de tempo é o produto do valor presente (P) pela taxa de juros (i).
Já sabemos que o valor futuro pode ser calculado a partir do valor pre-sente e do juro (F = P + J). Também sabemos que o juro pode ser calculado a partir da taxa de juros e do valor presente (J = P . i). Assim, podemos calcular o valor futuro em termos do valor presente e da taxa de juros:
F = P + J
F = P + P . i
F = P . (1 + i)
sendo que na última passagem, da equação acima, simplesmente coloca-mos o valor presente (P) em evidência.
É importante notar que a taxa de juros é geralmente escrita em porcen-tagem. Entretanto, sempre �ca claro no contexto o que está sendo usado.
Introdução à Matemática Financeira
17
Podemos escrever uma taxa de juros como i = 15% ao ano, ou i = 0,15 ao ano. Sendo que ambos representam exatamente a mesma coisa.
Exemplo: Sebastião aplicou R$100,00 em um fundo que rendeu 12% em um ano. Qual o juro e o montante após um ano?
O juro é:
J = P . i
J = R$100,00 . 12%
J = R$100,00 . 12 / 100
J = R$12,00
Já o montante pode ser escrito assim:
F = R$100, 00 . (1 + 12%)
F = R$100,00 . (1 + 0,12)
F = R$100,00 . 1,12
F = R$112,00
Observe que poderíamos ter escrito simplesmente:
F = P + J
F = R$100,00 + R$ 12,00
F = R$112,00
Diagramas de �uxo de caixaAs operações �nanceiras nada mais são do que compromissos que duas
partes assumem entre si. Uma das partes (que pode ser uma pessoa, empresa, instituição financeira ou o próprio governo) é um tomador de recursos, enquanto a outra parte, um �nanciador. O �nanciador possui recursos �nan-ceiros e deseja aplicá-los, para que o seu capital renda juros.
Um diagrama de �uxo de caixa é um �uxo de pagamentos e recebimentos em diferentes instantes de tempo. Esse �uxo é gerado por um investimento, um empréstimo ou algum outro tipo de negócio. Geralmente, assumimos que os �uxos positivos (setas orientadas para cima) representam uma en-trada de recursos, enquanto que os negativos (setas orientadas para baixo) representam saída de recursos.
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Introdução à Matemática Financeira
Ponto de vista do tomador de recursosAs operações �nanceiras fazem com que exista um �uxo de caixa envol-
vendo os dois agentes acima citados. O tomador vislumbra primeiramente uma entrada de caixa que é o capital que ele recebe emprestado. Depois de algum tempo, o tomador tem uma (ou mais) saída de caixa, que corresponde ao pagamento do empréstimo, a qual pode ser feita através de uma única parcela, ou através de várias.
Os diagramas a seguir representam �uxos de caixa do ponto de vista do tomador de recursos.
No primeiro diagrama, vemos que foram tomados R$100,00 empresta-dos no período zero. O pagamento foi feito em 6 parcelas de R$20,00.
Já no segundo diagrama, também se tomaram emprestados R$100,00 no período zero. Entretanto, o pagamento ocorreu em uma única par-cela após seis períodos de tempo (possivelmente seis meses). O valor do pagamento foi de R$130,00.
R$100,00
R$20,00 R$20,00 R$20,00 R$20,00 R$20,00 R$20,00
1 2 3 4 5 6
R$100,00
R$130,00
1 2 3 4 5 6
Figura 1 – Fluxo de caixa de empréstimos.
Ponto de vista do aplicador de recursosDo ponto de vista do aplicador ocorre exatamente o oposto, ou seja, ocorre
uma saída de caixa, pois o dinheiro foi aplicado (emprestado). Depois de algum tempo, o tomador devolve o dinheiro, ocorrendo assim uma entrada de caixa.
Os diagramas a seguir representam �uxos de caixa do ponto de vista do aplicador.
Introdução à Matemática Financeira
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No primeiro diagrama, vemos que R$100,00 foram aplicados no instante zero. O retorno da aplicação ocorrerá através de seis parcelas de R$20,00.
Já no segundo diagrama, também foram aplicados R$100,00 no perío-do zero. Entretanto, o retorno ocorreu em uma única parcela após seis períodos de tempo (possivelmente seis meses). O valor recebido ao �nal da aplicação foi de R$130,00.
R$20,00 R$20,00 R$20,00 R$20,00 R$20,00 R$20,00
R$100,00R$100,00
R$130,00
1 2 3 4 5 61 2 3 4 5 6
Figura 2 – Fluxo de caixa de aplicações.
Outros diagramas de �uxo de caixaConforme vimos, nos diagramas de �uxo de caixa, as setas para baixo signi�-
cam saída de capital, enquanto as setas para cima denotam entrada de capital.
Além disso, vale ressaltar que os �uxos de caixa podem ocorrer de várias outras formas. As mais comuns foram citadas acima, ou seja, ocorre um �uxo positivo seguido de outros negativos. A outra possibilidade que vimos é quando temos um �uxo negativo seguido de outros positivos. Contudo, podem ocorrer outros tipos, tal como mostrado nas �guras a seguir.
R$100,00
R$50,00
1 2 3 4 56
R$200,00
R$60,00R$60,00
R$60,00 R$60,00 R$60,00 R$60,00
1 2 3 45 6
R$50,00 R$50,00 R$50,00 R$50,00 R$50,00
Figura 3 – Fluxo de caixa diversos.
20
Introdução à Matemática Financeira
Observação: todos os exemplos serão resolvidos com o auxílio dos dia-gramas de �uxo de caixa. Isso nos auxiliará no entendimento dos exemplos, assim como na sua resolução.
Juros simplesVimos anteriormente aplicações em que o período da aplicação é igual a
um. Nesse caso, o cálculo do juro é sempre o mesmo, indiferente de traba-lharmos com juros simples ou juros compostos. Vamos começar esta seção estudando o caso em que o período da aplicação é um inteiro maior que um. Depois estudaremos o caso em que o período da aplicação é fracionário.
Período da aplicação é um inteiro maior que umQuando temos um capital sendo investido por n períodos, a cada período
recebemos um juro. Da seguinte forma:
período 1 : J1 = P . i
período 2 : J2 = P . i
período n : Jn = P . i
onde Jn é o juro no período n.
Portanto, os juros totais acumulados após n períodos é igual a:
J = J1 + J2 + · · · + Jn
J = P . i . n
Assim, o valor futuro será dado por:
F = P + J
F = P + P . i . n
F = P . (1 + i . n)
Introdução à Matemática Financeira
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Encontrando o valor futuro
Exemplo: Camila aplica R$100,00 em um fundo de investimento que rende 1% ao mês a juros simples. Calcule quanto Camila possuirá após seis meses.
Vamos começar montando o �uxo de caixa. Como Camila está aplicando, ela primeiramente tem que desembolsar os R$100,00; dessa forma, esse �uxo de caixa é negativo e sua seta no diagrama �ca para baixo.
Após seis meses, Camila terá o dinheiro disponível para sua utilização, então assumimos que nessa data ela estará recebendo o dinheiro. Logo, esse �uxo de caixa será positivo e a seta no diagrama �ca para cima.
R$100,00
F = P . (1+ i . n)
1 2 3 4 5 6
As contas �cam tal como mostrado a seguir:
F = P . (1+i . n)
F = R$100,00 . (1 + 0, 01 . 6)
F = R$100,00 . (1,06)
F = R$106,00
Encontrando o valor presente
A equação dos juros simples será bastante usada. Entretanto, podemos fazer uma pequena modi�cação e usá-la para achar o valor presente de um in-vestimento quando sabemos apenas o valor futuro, a taxa de juros e o número de períodos que o capital estará sendo aplicado. Dessa maneira temos:
P =F
(1+ i . n)
22
Introdução à Matemática Financeira
Exemplo: Sidney pegou dinheiro emprestado com seu amigo a uma taxa de juros de 3% ao mês. Sabendo que depois de três meses ele teve de pagar R$130,80, diga qual foi o valor que Sidney pegou emprestado.
R$130,80
1 2 3
P =F
(1 + i . n)
P = F / (1 + i . n)
P = R$130,80 / (1 + 0,03 . 3)
P = R$130,80 / 1,09
P = R$120,00
Encontrando a taxa
Usando ainda a equação dos juros simples, podemos calcular a taxa de juros quando temos o valor presente, o valor futuro e o período. Isolando a taxa temos:
F – 1i = P
n ou
F – 1 .1
P n
Exemplo: Adalberto pegou R$200,00 emprestado no banco. Depois de um ano ele teve de pagar R$250,00. Assumindo que o banco tenha utilizado juros simples, calcule a taxa de juros ao mês.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R$250,00
R$200,00
Introdução à Matemática Financeira
23
i = (F / P – 1) / n
i = (R$250,00 / R$200,00 – 1) / 12
i = (1,25 – 1) / 12
i = 0,02083 = 2,083% ao mês
Encontrando o período
Podemos agora usar a fórmula dos juros simples para encontrar o período. Quando sabemos o valor presente, o valor futuro e a taxa de um empréstimo, podemos descobrir quando o empréstimo deve ser pago. A equação usada é:
F – 1n = P
i ou
F – 1 .1
P i
Exemplo: Juliana emprestou R$150,00 a uma amiga a uma taxa de juros simples de 1% ao mês. Ela disse que a amiga deve pagar R$180,00. Qual é o período do empréstimo?
R$180,00
R$150,00
n = (F/P – 1)/i
n = (R$180,00/R$150,00 – 1)/0,01
n = 20 meses
Período de aplicação é uma fração do período da taxa
Quando o período (n) da aplicação é menor que um, realizamos os cálculos da mesma forma. Ou seja, as fórmulas utilizadas serão as mesmas.
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Introdução à Matemática Financeira
J = P . i . n
F = P . (1 + i . n)
Exemplo: Maria aplicou R$100,00 a uma taxa de 10% ao ano (juros sim-ples). No entanto, ela manteve seu dinheiro aplicado durante seis meses. Qual o valor de seu resgate?
Antes de usarmos a equação para juros simples observe que a taxa de juros foi dada ao ano e que o período foi dado em meses. Teremos que con-verter um deles para que os dois estejam expressos no mesmo período.
Poderíamos converter qualquer um dos dois (a taxa ou o período), mas vamos converter o período que está expresso em meses para ano. Assim, o período �ca:
n = 6 meses = 12
ano
Agora que a taxa e o período estão expressos ao ano, podemos achar o valor futuro da aplicação de Maria. Mas primeiramente observe o diagrama de �uxo de caixa.
F = R$100,00 . (1 + 10% . 12
)
R$100,00
6 meses
As contas �cam:
F = P . (1 + i . n)
F = R$100,00 . (1 + 10% . 12
)
F = R$100,00 . (1 + 0,10 . 0,5)
F = R$100,00 . (1 + 0,05)
F = R$100,00 . (1,05)
F = R$105,00
Introdução à Matemática Financeira
25
Taxas equivalentes a juros simples
É importante sabermos comparar as taxas de juros, mesmo quando expres-sas em unidades de tempo diferentes. Alguns investimentos são expressos ao mês, enquanto outros são expressos ao ano.
Suponha que você tem R$1.000,00 disponíveis para investir. Você tem duas opções de investimento: uma com taxa de 12% ao ano e outra com taxa de 1% ao mês. Qual das duas é a mais interessante?
Quando estamos considerando juros simples as taxas são proporcionais ao período de tempo a que elas se referem. Dessa forma, uma taxa de juros semestral será dada pela metade da taxa de juros anual, pois um semestre equivale à metade de um ano. Para observar melhor veja o exemplo a seguir.
Exemplo: Considere uma operação a juros simples com um pagamento único previsto para daqui a um ano, a qual foi pre�xada em 12% ao ano. Levan-do em consideração que estamos usando juros simples, determine as taxas de juros mensal, trimestral e semestral que produzem o mesmo efeito sobre o capital investido. Leve em conta que foi feito um investimento de R$100,00.
Como estamos considerando juros simples, o valor futuro é dado por:
F = P . (1 + i . n)
Quando estamos considerando o problema original, ou seja, apenas o pe-ríodo de um ano, temos n = 1, então:
F = P . (1 + iaa)
onde iaa é a taxa de juros expressa ao ano.
Substituindo os valores na equação acima temos:
R$112,00 = R$100,00 . (1 + 0,12)
Quando consideramos que a capitalização ocorre mensalmente, temos 12 períodos, contudo, a taxa é desconhecida. Veja:
R$112,00 = R$100,00 . (1 + iam . 12)
Observe que podemos comparar as duas expressões mostradas. Como o valor presente das duas equações é o mesmo, assim como os dois valores
26
Introdução à Matemática Financeira
futuros, podemos ver que o termo entre parênteses em ambos os casos deve ser o mesmo:
(1 + 0,12) = (1 + iaa) = (1 + iam . 12)
Dessa expressão podemos ver que:
iaa = iam . 12
Portanto, a taxa mensal poder ser escrita como:
iam = iaa / 12
12% / 12 = 1% ao mês
Agora vamos calcular a taxa trimestral. Para isso observe que um ano possui quatro trimestres, assim:
R$112,00 = R$100,00 . (1 + iat . 4)
Comparando a equação para os juros trimestrais com a que utiliza juros anuais, vemos que:
iat = iaa / 4 = 12% / 4
3% ao trimestre
Finalmente, a taxa de juros semestrais �ca:
ias = iaa / 2 = 12% / 2
6% ao semestre
Como as taxas equivalentes (a juros simples) são proporcionais ao período de tempo a que elas se referem, elas são comumente chamadas de taxas proporcionais.
Cheque especialO mercado �nanceiro no Brasil trabalha quase sempre com juros com-
postos. Poucos são os exemplos no mercado em que os juros simples são usados. Um exemplo é o cheque especial.
Quando utilizamos o cheque especial, a cada dia que a conta �ca nega-tiva é aplicada uma taxa de juros sobre o saldo devedor, dessa forma são calculados os juros. Os juros totais que incorreram nesse mês são debitados da conta corrente no mês seguinte.
Introdução à Matemática Financeira
27
Para podermos fazer uma discussão mais ampla sobre os juros simples no cheque especial, vamos analisar um exemplo da movimentação de uma conta-corrente ao longo de um mês.
Exemplo: Marcelo é um trabalhador que frequentemente utiliza o cheque especial para conseguir honrar os seus compromissos. Sabendo que o banco cobra 9% ao mês pela utilização do cheque especial, calcule quanto Marcelo terá de pagar ao banco. A tabela a seguir mostra a movimentação da conta corrente de Marcelo no mês de abril de 2007.
Data Valor D/C Saldo D/CNúmero de dias com
o respectivo saldo negativo
01/04/2007 R$1.500,00 R$1.600,00 C 0
05/04/2007 R$1.000,00 R$600,00 D 0
07/04/2007 R$700,00 –R$100,00 D 3
10/04/2007 R$100,00 –R$200,00 D 5
15/04/2007 R$50,00 –R$250,00 D 5
20/04/2007 R$60,00 –R$310,00 D 10
30/04/2007 R$1.500,00 R$1.190,00 C 0
Observe que o banco informa a taxa com período mensal. Todavia, como o saldo muda a cada dia, temos de encontrar a taxa ao dia. Como o mês de abril tem 30 dias, a taxa diária é simplesmente a taxa mensal dividida por 30. Assim:
iad = iam / 30
9% / 30 = 0,30% ao dia
O juro total pago é dado pela soma do juro pago a cada dia. Observe que no dia 7 a conta �cou negativa. Assim, do dia 7 para o dia 8 o juro será o produto do saldo devedor (R$100,00) pela taxa de juros ao dia (0,3%). En-tretanto, esse saldo �ca negativo em 100 reais por três dias; dessa forma, multiplicamos também pelo período de tempo. Fazendo o mesmo para o restante do mês temos:
J = R$100,00 . 0,0030 . 3 + R$200,00. 0,0030 . 5 + R$250,00 . 0,0030 . 5 + R$310,00 . 0,0030 . 10
J = R$16,95
Consequentemente, Marcelo terá de pagar ao banco R$16,95 no próxi-mo mês.
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Introdução à Matemática Financeira
Ampliando seus conhecimentos
O mercado �nanceiro
O mercado �nanceiro é um mercado onde investidores e tomadores de recursos se encontram para trocar recursos. Entretanto, não são apenas esses dois tipos de agentes que estão presentes no mercado �nanceiro. Existem, por exemplo, os intermediários �nanceiros que auxiliam na troca de recursos entre poupadores e tomadores de recursos.
Um exemplo bastante simples de um intermediário �nanceiro é o banco. O banco aceita depósitos dos poupadores e faz empréstimos para os que necessitam de dinheiro.
Conforme vemos na �gura abaixo, um agente superavitário entrega recursos ao intermediário �nanceiro (banco, por exemplo). O banco, em contrapartida, en-trega um título a esse investidor. Nesse título, o banco se compromete a devolver o dinheiro investido, corrigido por uma taxa. Essa taxa pode ser conhecida de an-temão (pre�xada), ou de�nida com base em algum índice de mercado.
Poupador Tomador
Título
$$Intermediário
�nanceiroTítulo
$$
Agora que o intermediário �nanceiro tem recursos disponíveis, ele pode entregá-los a algum agente de�citário. Esse tomador de recursos entrega um título ao banco comprometendo-se a devolver o dinheiro recebido, corrigido por uma taxa. Essa taxa também pode ser pre�xada ou pós-�xada.
É importante salientar que os tomadores de recursos e os investidores podem negociar diretamente uns com os outros. Entretanto, os intermediários �nancei-ros auxiliam bastante a negociação que ocorre entre os dois tipos de agentes.
Vamos observar agora um grande problema que ocorre no mercado �nancei-ro. Quase sempre os investidores querem investir no curto prazo. Os investidores querem ter a possibilidade de sacar os seus recursos a qualquer momento, ou,
Introdução à Matemática Financeira
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pelo menos, após um período curto de tempo. Já os tomadores querem rece-ber recursos para serem devolvidos depois de um prazo mais longo.
Para ilustrar essa situação, pense nas empresas que precisam de recursos para construir uma nova fábrica. Dependendo da fábrica, somente depois de alguns anos a empresa começa a ver disponível o retorno daquilo que foi apli-cado. Entretanto, é difícil encontrar alguém que possa deixar seus recursos investidos por vários anos sem a possibilidade de rever o seu dinheiro até o �nal do período combinado.
Assim, vemos a importância dos intermediários �nanceiros. Eles vão ge-renciar essa diferença de prazos entre investidores e tomadores.
O governo
É importante salientar que não apenas pessoas e empresas podem ser to-madores de recursos. Um grande tomador de recursos no mercado �nanceiro é o governo. Para arcar com os seus custos, o governo cobra impostos, mas mesmo assim não consegue cumprir com as suas obrigações. Portanto, o go-verno vende títulos para conseguir arrecadar mais recursos.
Existem outros motivos que levam o governo a vender títulos. A venda de títulos pode estar relacionada a mudanças que o governo pretenda provo-car na in�ação, pois quando o governo absorve recursos da economia, sobra menos dinheiro para ser aplicado na indústria e demais setores da economia.
Os vários agentes �nanceiros
O mercado �nanceiro não é formado apenas por tomadores de recursos, investidores e intermediários �nanceiros. Existem vários outros agentes que têm funções bastante importantes. O mercado �nanceiro é mais complexo que o mercado de bens e baseia-se na Matemática Financeira.
A �gura a seguir mostra a organização do Sistema Financeiro Nacional (SFN). O SFN tem por objetivo facilitar a interação entre aplicadores e toma-dores de recursos.
Vemos que existem várias instituições atuando no mercado �nanceiro.
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Introdução à Matemática Financeira
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(FARIA, 2003)
Introdução à Matemática Financeira
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Atividades de aplicação1. Calcule os juros ganhos por R$4.000,00 aplicados por um ano com
taxa simples de 25% ao ano.
2. Qual o valor futuro de R$1.500,00 aplicados por um ano com taxa sim-ples de 50% ao ano?
3. Qual é a taxa simples que transforma R$4.500,00 em um valor futuro de R$8.100,00 em um ano?
4. Qual o rendimento de R$10.000,00 aplicados por um mês com taxa simples de 36% ao ano?
5. Determine a taxa simples para 22 dias de aplicação, equivalente à taxa de 3,06% ao mês.
6. Calcule o rendimento de R$30.000,00 aplicados durante seis meses e dez dias com taxa de juros simples de 40% a.a. Efetuar os cálculos considerando o ano comercial (360 dias), o ano exato (365 dias) e cada mês com 30 dias.
7. Calcule o rendimento de R$20.000,00 aplicados por 13 dias com taxa simples de 2,4% ao mês.
8. Em seis meses R$20.000,00 renderam R$4.000,00 de juros. Qual é a taxa anual simples ganha?
9. Um capital de R$5.000,00 rendeu R$1.250,00 em 180 dias. Qual é a taxa simples anual ganha?
10. Um capital aplicado por três meses a juros simples de 4% a.m. rendeu R$360,00. Determine o valor aplicado.
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Introdução à Matemática Financeira
Gabarito1. Dados: P = R$4.000,00; i = 25% a.a.; J = ?
J = P . i
J = R$4.000,00 . 0,25
J = R$1.000,00
2. Dados: P = R$1.500,00; i = 50% a.a.; F = ?
J = P . i
J = R$1.500,00 . 0,50
J = R$750,00
F = P + J
F = R$1.500,00 + R$750,00
F = R$2.250,00
3. Dados: P = R$4.500,00; F = R$8.100,00; n = 1; i = ?
J = F – P
J = R$8.100,00 – R$4.500,00
J = R$3.600,00
i = J / P
i = R$3.600,00 / R$4.500,00
i = 0,8 = 80% a.a.
4. Dados: P = R$10.000,00; n = 1 mês; i = 36% a.a.; J = ?
J = P . i . n
J = R$10.000,00 . 0,36 . 1 / 12
J = R$300,00
5. Dados: n = 22 dias; i = 3,06% a.m.; i22dias = ?
i22dias = (0,0306 / 30) . 22
i22dias = 0,0224 = 2,244% em 22 dias
Introdução à Matemática Financeira
33
6. Vamos assumir que cada mês possui 30 dias.
Dados: P = R$30.000,00; n = 6 meses e 10 dias = 190 dias; i = 40% a.a.; J = ?
J = P . i . n
J = R$30.000,00 . 0,40 . 190 / 360 = R$6.333,33
J = R$30.000,00 . 0,40 . 190 / 365 = R$6.246,58
7. Dados: P = R$20.000,00; i = 2,4% a.m.; n = 13 dias; J = ?
J = P . i . n
J = R$20.000,00 . 0,024 . 13 / 30
J = R$20.000,00 . 0,024 / 30 . 13
J = R$208,00
8. Dados: P = R$20.000,00; J = R$4.000,00; n = 6 meses = 6 / 12 anos; i = ?
J = P . i . n
R$4.000,00 = R$20.000,00 . i . 6 / 12
i = (R$4.000,00 / R$20.000,00) . 12 / 6
i = 0,40 = 40% a.a.
9. Dados: P = R$5.000,00; J = R$1.200,00; n = 180 dias; i = ?
J = P . i . n
R$1.250,00 = R$5.000,00 . i . 180 / 360
i = (R$1.250,00 / R$5.000,00) . 360 / 180
i = 0,50 = 50% a.a.
10. Dados: n = 3 meses; i = 4% a.m.; J = R$360,00; P = ?
J = P . i . n
R$360,00 = P . 0,04 . 3
P = R$360,00 / 0,12
P = R$3.000,00