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Carlos Mario Morales C ©2012 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
1
Matemáticas Financieras 
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Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
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Datos Catalográficos para citar este libro 
Matemáticas Financieras 
Carlos Mario Morales C. 
Editorial propia. Medellín, 2012 
ISBN: Pendiente 
Formato 21x24 cm. Paginas:
Anualidades y 
gradientes 
UNIDAD 3: ANUALIDADES Y GRADIENTES 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
3 
OBJETIVO 
Al finalizar la unidad los estudiantes estarán en capacidad de calcular operaciones 
financieras en las cuales la contraprestación se hace a través de cuotas periódicas. Para 
esto deducirá los modelos matemáticos para calcular el valor actual, futuro, interés y 
número de pagos para diferentes tipos de operaciones y aplicará estos en situaciones de 
la vida empresarial. 
CONTENIDO 
1. Anualidades 
2. Anualidades anticipadas 
3. Anualidades diferidas 
4. Anualidades perpetuas 
5. Gradientes 
6. Ejercicios resueltos 
7. Ejercicios propuestos
Introducción 
Es corriente que se pacte entre el deudor y acreedor el pago de una obligación financiera 
en cuotas periódicas a una tasa de interés, durante un tiempo determinado. Cuando las 
cuotas son constantes la operación recibe el nombre de anualidad, por el contrario si las 
cuotas son cambiantes se le denomina gradiente. Cuando, por ejemplo, una persona 
compra un automóvil pagado una cuota inicial y el resto del dinero en cuotas mensuales 
iguales durante un tiempo determinado, se configura una operación financiera de 
anualidades; si por el contrario las cuotas crecen con la inflación por ejemplo, la operación 
se denomina gradiente. 
Anualidad o gradiente es un sistema de pagos a intervalos iguales de tiempo; de esta 
forma, no significa pagos anuales, sino pagos a intervalo regular; definida así en la vida 
cotidiana se encuentran innumerables ejemplos de este tipo de operaciones: el pago de 
dividendos, los fondos de amortización, los pagos a plazos, los pagos periódicos a las 
compañías de seguros, los sueldos, y en general todo tipo de renta son, entre otros, 
ejemplos de anualidades o gradientes. 
En este tipo de operaciones se distinguen los siguientes elementos: la renta o pago, el 
periodo de pago o de renta, el tiempo o plazo y la tasa de interés. La renta se define como 
el pago periódico, también denominado como cuota o deposito. El periodo de renta es el 
tiempo que se fija entre dos pagos consecutivos; el tiempo o plazo de la operación es el 
intervalo de tiempo que sucede desde el inicio del primer periodo de pago y el final del 
último. Finalmente la tasa de interés es el tipo de interés que se acuerda en la operación. 
Dependiendo de la forma como se pacten los montos y periodos de pago las operaciones 
se pueden clasificar en ordinarias, variables, anticipadas, diferidas, perpetuas. En esta 
unidad de aprendizaje se analizan cada una de ellas determinándose los modelos 
matemáticos que permiten simular y analizar estos tipos de operación financiera. 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
4
1. Anualidades 
Son operaciones financieras en las cuales se pacta el cubrimiento de las obligaciones en 
una serie de pagos periódicos iguales que cumple con las siguientes condiciones: 
 
 
 
 
Los pagos (rentas) son de igual valor. 
Los pagos se hacen a iguales intervalos de tiempo 
A todos los pagos (rentas) se les aplica la misma tasa de interés 
El número de pagos y periodos pactados es igual 
Las anualidades que cumplen con estas condiciones son las ordinarias o vencidas y las 
anticipadas. Los modelos matemáticos que se deducen para el cálculo y análisis de este 
tipo de anualidades tienen en cuenta las anteriores condiciones; por lo cual, es necesario 
que al momento de aplicarse las formulas a situaciones particulares, se asegure que se 
cumplan dichas condiciones. 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
5 
Ejemplo 1. 
Determinar si el siguiente sistema de pagos corresponde a una anualidad. 
A A A A A A A 
0 1 2 3 4 5 6 
Respuesta 
El sistema de pagos no corresponde a una anualidad ya que no obstante los pagos son 
iguales y se hacen a intervalos de tiempo igual, el número de pagos no es igual al 
número de periodos
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
6 
Ejemplo 2. 
Determinar si el siguiente sistema de pagos corresponde a una anualidad. 
A A A A A A 
0 1 2 3 4 5 6 
Respuesta 
Si se supone que la tasa de interés que se aplica a cada pago es la misma, se puede 
afirmar que el sistema corresponde a una anualidad teniendo en cuenta que los pagos 
son iguales, se hacen a intervalo de tiempo igual y los periodos pactados corresponden 
al número de pagos. Es la forma general de una anualidad ordinaria o vencida 
Ejemplo 3. 
Determinar si el siguiente sistema de pagos corresponde a una anualidad. 
A A A´ A´´ A A 
0 1 2 3 4 5 6 
Respuesta 
El sistema de pagos no corresponde a una anualidad ya que no obstante que el número 
de pagos es igual al número de periodos y los intervalos de tiempo son iguales los pagos 
no son iguales. 
Ejemplo 4. 
Determinar si el siguiente sistema de pagos corresponde a una anualidad. 
A A A A A A 
0 1 2 3 4 5 6
1.1 Valor presente de la anualidad 
Para la deducción del modelo matemático se considera una operación en la cual un 
préstamo se paga en cuotas iguales , a una tasa de interés efectiva por periodo , 
durante periodos. La situación se muestra en la grafica No 7. 
GRAFICA NO 7 – VALOR PRESENTE DE UNA ANUALIDAD 
A 
0 1 2 3 n-2 n-1 n 
i 
Vp 
Para calcular el valor presente se utiliza la formula (12), considerando cada valor de A 
como un valor futuro y sumando todos los resultados en 0. 
( ) 
( ) ( ) ( ) 
( ) ( ) ( ) 
Factorizando A, se obtiene: 
[ 
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 
] 
( ) 
Multiplicando esta por el factor , esto da como resultado la siguiente ecuación: ( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
7 
Respuesta 
Si se supone que la tasa de interés que se aplica a cada pago es la misma, se puede 
afirmar que el sistema corresponde a una anualidad teniendo en cuenta que los pagos 
son iguales, se hacen a intervalo de tiempo igual y los periodos pactados corresponden 
al número de pagos. Es la forma general de una anualidad anticipada
[ 
] ( ) 
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 
Restando la ecuación (a) de la (b), se obtiene: 
[ ] 
( ) ( ) ( ) 
Despejando de este resultado el Vp, se obtiene: 
[ ] 
( ) 
La cual también se puede expresar como: 
( ) 
[ ] ( ) 
Donde: 
El factor * ( ) + suele nombrarse como: ( ⁄ ). Este significa el factor para 
hallar , dado el pago o renta , la tasa de interés efectiva a la cual son trasladados los 
pagos al valor inicial y el número de pagos . La formula (23) se puede escribir en notación 
clásica, como: 
( ⁄ ) ( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
8 
Ejemplo 5. 
Un pequeño empresario para reponer su equipo de producción hoy, está en capacidad 
de realizar 36 pagos de $2´000.000 mensuales, a partir del próximo mes; si el banco que 
financia la operación cobra una tasa de interés del 24% N-m. ¿De cuánto dinero 
dispondrá para la reposición de los equipos? 
Solución 
Parámetros
[ ] 
[ ] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
9 
Pagos: $2´000.000 
Numero de pagos: 36 
Tasa de interés: 24% N-m 
Representación gráfica 
Para determinar lo que el pequeño empresario tendrá disponible para reposición de 
equipos, se debe hallar el valor presente de los pagos mensuales. En la siguiente gráfica 
se representa la operación: 
2´000.000 
0 1 2 3 34 35 36 
j = 24%N-m 
Vp =¿? 
Cálculos 
Para determinar el valor presente, lo primero que se debe hacer es hallar la tasa efectiva 
mensual a partir de la tasa nominal, para esto se utiliza la formula (15): 
Teniendo la tasa efectiva de interés se procede a calcular el valor presente, 
considerando ( ⁄ ). Nótese que la tasa efectiva de interés coincide 
los periodos en los cuales se realiza los pagos. El calculo se realiza utilizando la formula 
(23) 
( ) 
( ) 
Respuesta 
El pequeño empresario dispondrá de para la reposición de los equipos.
1.2 Pagos o renta a partir del valor presente 
De la ecuación (23) se puede deducir el factor para hallar , dado el valor presente , o lo 
que es igual ( ⁄ ). 
[ 
( ) 
] 
( ) 
( ⁄ ) ( ) 
Los símbolos tienen el mismo significado que en la ecuación (23) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
10 
Ejemplo 6. 
Una persona desea comprar un automóvil que tiene un precio de $64´000.000 a través 
de un crédito. Si la empresa de financiamiento ofrece las siguientes condiciones: 
préstamo del 90% del valor total en cuotas iguales durante 60 meses y una tasa efectiva 
de interés del 0,95% EM, ¿Cuál será el valor de la cuota mensual? 
Solución 
Parámetros 
Valor del automóvil: $64´000.000 
Financiación: 90% del valor total 
Numero de pagos: 60 
Tasa de interés: 0,95% EM 
Representación gráfica 
Considerando que solo se financia el 90% del valor del vehículo el préstamo debe ser 
por un valor de: 
푃 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
A= ¿? 
0 1 2 3 58 59 60 
i = 0,99% EM 
Vp =57´600.000 
Cálculos 
Para determinar el valor de los pagos mensuales, ( ⁄ ), para lo cual se aplica
[ 
( ) 
] 
[ ] 
1.3 Pagos o renta con base en el valor futuro 
Igual que se hizo en el la deducción anterior, para determinar este modelo, se considera 
una operación en la cual el valor final es equivalente a pagos iguales , a una tasa de 
interés efectiva por periodo , durante periodos. La situación se muestra en la grafica No 
8. 
GRAFICA NO 8 – VALOR FUTURO DE UNA ANUALIDAD 
A 
0 1 2 3 n-2 n-1 n 
i 
Vf 
Para determinar el valor futuro ( ⁄ ) remplazamos en la formula (24) el valor 
presente en función del valor futuro, formula (12). 
( ) ( ) 
[ 
( ) 
] 
( ) 
Remplazando ( ) en ( ), se obtiene: 
( ) [ ] 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
11 
directamente la formula (25), considerando la tasa efectiva de interés mensual: 
( ) 
Respuesta 
El valor de la cuota mensual será de $
[ 
( ) 
] 
( ) 
( ⁄ ) 
( ) 
[ 
( ) 
] 
[ ] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
12 
Ejemplo 8. 
De cuánto deberá ser el ahorro mensual de una persona que proyecta adquirir una casa 
de $100´000.000 dentro de cinco años, si la fiducia le asegura una tasa de interés 
efectiva mensual del 0,7%. 
Solución 
Parámetros 
Valor futuro: $100´000.000 
Numero de pagos: 5 años = 60 meses (inicia un mes después de tomar la decisión) 
Tasa de interés: 0,7% EM 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
A= ¿? 
0 1 2 3 58 59 60 
i = 0,7 EM 
Vf =100´000.000 
Cálculos 
Para determinar los pagos del ahorro ( ⁄ ) se aplica directamente la formula 
(26), considerando la tasa efectiva de interés mensual: 
( ) 
Respuesta 
Se deberá realizar un ahorro de $ mensual
1.4 Valor futuro de la Anualidad 
De la formula (26) se puede determinar el valor futuro en función de los pagos, así: 
( ) 
[ ] ( ) 
( ⁄ ) ( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
13 
Ejemplo 7. 
Un padre de familia quiere conocer de cuánto dispondrá para la educación superior de 
su hijo, si inicia un ahorro mensual de 300.000, un mes antes de que cumpla 10 años y 
hasta cuando cumpla 18, edad en la cual estima iniciara los estudios universitarios; la 
fiducia donde se realiza el ahorro asegura una de interés del 10% N-m 
Solución 
Parámetros 
Valor de los pagos: $300.000 
Numero de pagos: 8 años = 96 meses 
Tasa de interés: 10% N-m 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
A= 300.000 
0 1 2 3 94 95 96 
j = 10% N-m 
Vf =¿? 
Cálculos 
Para determinar el valor futuro del ahorro ( ⁄ ) inicialmente se debe hallar la 
tasa de interés efectiva mensual, para esto se aplica la formula (15), considerando que la 
tasa de interés que ofrece la fiducia esta expresa en nominal: 
Con esta tasa de interés efectiva se puede calcular, ( ⁄ ), para lo cual se aplica 
directamente la formula (28), considerando la tasa efectiva de interés mensual:
[ ] 
[ ] 
1.5 Número de pagos con base en el valor futuro 
Si se conocen el , los pagos , y la tasa de interés , de la ecuación (28) se puede 
determinar el valor de ; es decir, el número de pagos. Lo mismo se podría hacer a partir 
de la ecuación (23) cuando se conocen , los pagos , y la tasa de interés . A 
continuación se deduce la formula para calcular el valor de , a partir de la ecuación (28). 
( ) 
[ ] 
( ) 
( ) 
Aplicando logaritmo en ambos lados de la ecuación se obtiene: 
( ( ) ) ( ) 
Por propiedades de los logaritmos, se obtiene: 
( ) ( ) 
( ) ( ) 
( ) ( ) 
Despejando , se obtiene: 
( ) 
( ) 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
14 
( ) 
( ) 
Respuesta 
El Padre de familia dispondrá de $ cuando su hijo cumpla 18 años
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
15 
Ejemplo 8. 
Cuántos pagos semestrales de $600.000 deberá realizar un padre de familia para pagar 
la universidad de su hijo que en futuro estima le costará $4´500.000; el banco reconoce 
por este tipo de ahorros una tasa de interés del 7% N-s 
Solución 
Parámetros 
Valor futuro: 4´500.000 
Valor de los pagos: $600.000 
Tasa de interés: 7% N-s 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
A= 600.000 
0 1 2 3 n-2 n-1 n 
j = 7% N-s 
Vp=4´500.000 
Cálculos 
Inicialmente se hallar la tasa de interés efectiva semestral aplicando la formula (15), 
considerando que la tasa de interés nominal que cobra el banco: 
Con esta tasa de interés efectiva, el valor futuro , y el valor de los pagos se puede 
determinar el valor de para lo cual se aplica directamente la formula (30), 
considerando la tasa efectiva de interés semestral: 
( ) 
( ) 
( ) ( ) 
( ) 
Esta respuesta indica que deben hacerse 6,77 pagos semestrales. No obstante, desde el 
punto de vista practico el ahorrador (deudor) tiene dos opciones: 
a) Terminar de ahorrar (pagar) en el semestre 6, aumentando el último pago
b) O terminar de ahorrar (pagar) en el semestre 7, disminuyendo el ultimo pago 
Respuesta 
Se deben realizar 6 o 7 pagos. 
1.6 Número de pagos con base en el valor presente 
Si se conocen el , los pagos , y la tasa de interés , de la ecuación (23) se puede 
determinar el valor de ; es decir, el número de pagos. A continuación 
fórmula para calcular el valor de , a partir de la ecuación (23). 
se deduce la 
( ) 
[ ] 
[ ( ) ] 
( ) 
( ) 
( ) 
Aplicando logaritmo en ambos lados de la ecuación, se obtiene: 
( ) ( ) 
( ) 
( ) 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
16 
Ejemplo 9. 
Cuántos pagos semestrales de $600.000 deberá realizar un padre de familia para pagar 
la universidad de su hijo que hoy día cuesta $4´500.000; el banco cobra tasa de interés 
del 3,5% ES 
Solución 
Parámetros 
Valor presente: 4´500.000 
Valor de los pagos: $600.000 
Tasa de interés: 3,5% ES
1.7 Tasa efectiva de interés a partir del valor presente 
Cuando se tienen los demás elementos de la anualidad, es decir: el valor presente o 
valor futuro , el valor y numero de pagos se puede determinar el valor de la tasa de 
interés a partir de la formula (23) o (28). No obstante por tratarse de ecuaciones con más 
de una raíz, no es posible hallar la solución analíticamente; por esta razón se debe utilizar 
un método de tanteo y error. 
( ) 
[ ] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
17 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
A= 600.000 
0 1 2 3 n-2 n-1 n 
i = 3,5% ES 
Vp=4´500.000 
Cálculos 
El número de pagos se puede calcular directamente de la formula (31), considerando la 
tasa efectiva de interés semestral: 
( ) 
( ) 
( ) 
( ) 
Esta respuesta indica que deben hacerse 8,85 pagos semestrales. No obstante, desde el 
punto de vista practico el ahorrador (deudor) tiene dos opciones: 
a) Terminar de ahorrar (pagar) en el semestre 8, aumentando el último pago 
b) O terminar de ahorrar (pagar) en el semestre 9, disminuyendo el último pago 
Respuesta 
Se deben realizar 8 o 9 pagos.
( ) 
[ ] 
La forma de proceder en estos casos, es la siguiente: 
a) Se asigna un valor inicial a la tasa de interés y se calcula la ecuación. 
b) Si el valor es menor que la igualdad entonces se disminuye la tasa y se vuelve 
a calcular, en caso contrario se aumenta la tasa y se vuelve a calcular 
c) Cuando se logre determinar dos valores, uno mayor y otro menor, suficientemente 
aproximados a los valores de la igualdad, se procede a calcular la tasa de interés por 
interpolación. 
Con el siguiente ejemplo se ilustra el anterior procedimiento: 
[ ] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
18 
Ejemplo 10. 
Si una compañía de pensiones ofrece, por un pago inmediato de $90 millones, una renta 
de $5 millones durante 30 años. ¿Qué tasa de interés está reconociendo? 
Solución 
Parámetros 
Valor presente: 90´000.000 
Valor de los pagos: $5´000.000 
Numero de pagos: 30 anuales 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
A= 5´000.000 
0 1 2 3 28 29 30 
i = ¿? EA 
Vp=90´000.000 
Cálculos 
Para determinar la tasa de interés se parte de la formula (23): 
( )
98´002.206,75 3% 
90´000.000 X 
86´460.166,50 4% 
[ ] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
19 
De acuerdo al procedimiento descrito se le da valor inicial a la tasa (efectiva anual) y se 
calcula el valor del lado derecho, así para un valor de , se obtiene: 
Considerando que el valor de la derecha es mucho mayor al lado izquierdo, 
aumentamos el valor de y se vuelve a calcular. En este caso se calcula para , 
obteniendo: 
Considerando que el valor de la derecha es mayor al lado izquierdo, aumentamos el 
valor de y se vuelve a calcular. En este caso se calcula para , obteniendo: 
Considerando que en este caso el valor de la menor al lado derecho, se puede concluir 
que la tasa de interés está entre 3% y 4%. El valor exacto se calcula por interpolación 
como se indica a continuación: 
Aplicando una sencilla regla de tres: si para una diferencia entre 98´002.206,75 y 
86´460.166,50, existe una diferencia del 1%; que diferencia en % habrá para diferencia 
entre 98´002.206,75 y 90´000.000, así se obtiene la fracción que sumada a 3% completa 
la tasa de interés. 
Sumando el resultado a 3%, se obtiene la tasa de interés buscada: 3,693% 
Este resultado se puede comprobar remplazando este valor en la ecuación (23) y 
verificando que se cumple la igualdad. 
( ) 
Respuesta 
La compañía de pensiones reconoce una tasa efectiva anual de: 3,693%
2. Anualidades anticipadas 
En los negocios es frecuente que los pagos se efectúen al comienzo de cada periodo; es el 
caso de los arrendamientos, ventas a plazos, y contratos de seguros, este tipo de 
operaciones financieras reciben el nombre de anualidades anticipadas. 
Una anualidad anticipada es una sucesión de pagos o rentas que se efectúan o vencen al 
principio del periodo del pago. En la gráfica No 9 se comparan las anualidades vencidas y 
anticipadas 
GRAFICA NO 9 – COMPARACIÓN DE ANUALIDADES VENCIDAS Y ANTICIPADAS 
Anualidad Vencida 
1 2 3 n-2 n-1 n 
. . . 
0 
1 2 3 n-1 n 
Anualidad Anticipada 
2.1 Valor presente de las anualidades anticipadas 
Para la deducción del modelo matemático se considera una operación en la cual un 
préstamo se paga en cuotas iguales , a una tasa de interés efectiva por periodo , 
durante periodos, desde el periodo 0. La situación se muestra en la grafica No 10. 
GRAFICA NO 10 – VALOR PRESENTE DE UNA ANUALIDAD ANTICIPADA 
A 
0 1 2 3 n-2 n-1 n 
i 
೦ 
풑 
Si se analiza la operación se puede afirmar que el valor presente en este caso se puede 
determinar como la suma de y el valor presente de una anualidad durante n-1 periodos. 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
20
( ) ( ) 
[ ] 
( ) ( ) 
[ ] ( ) 
[ ] 
[ ] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
21 
Ejemplo 11. 
El contrato de arriendo de una oficina fija pagos de $4´000.000 mensuales al principio de 
cada mes, durante de un año. Si se supone un interés del 2,5% efectivo anual; ¿Cuál será 
el pago único al inicio del contrato que cubre todo el arriendo? 
Solución 
Parámetros 
Valor de los pagos anticipados: $4´000.000 
Numero de pagos: 12 mensuales 
Tasa de interés efectiva mensual: 2,5% 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
A= 4´000.000 
0 1 2 3 10 11 12 
i = 2,5% EM 
೦೦ =¿? 
Cálculos 
Para determinar el valor presente de la anualidad anticipada se aplica directamente la 
formula (32): 
( ) ( ) 
( ) ( ) 
Respuesta 
El valor total del contrato al momento de su firma es:
2.2 Valor futuro de las anualidades anticipadas 
Para la deducción del modelo matemático se considera una operación en la cual un ahorro 
se paga en cuotas iguales , a una tasa de interés efectiva por periodo , durante 
periodos, desde el periodo 0. La situación se muestra en la grafica No 11. 
GRAFICA NO 11 – VALOR FUTURO DE UNA ANUALIDAD ANTICIPADA 
A 
-1 0 1 2 3 n-2 n-1 n 
i 
೦ 
풇 
Si se analiza la operación se puede afirmar que el valor futuro de la anualidad anticipada 
es igual al valor futuro de la anualidad durante n periodos (desde -1 hasta n-1) trasladada 
1 periodo, ha través de la formula (11), hasta el periodo n. 
( ) 
[ ] ( ) ( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
22 
Ejemplo 12. 
Una empresa arrienda una bodega que tiene de sobra por $5´000.000 mensuales, los 
cuales se pagan de manera anticipada. Si cada que recibe el arriendo lo coloca en un 
fondo de inversiones que promete una tasa de interés del 2% EM. ¿Cuánto podrá retirar 
al cabo de un año? 
Solución 
Parámetros 
Valor de los pagos anticipados: $5´000.000 
Numero de pagos: 12 mensuales 
Tasa de interés efectiva mensual: 2% 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación:
[ ] ( ) 
] ( [ ) 
3. Anualidades diferidas 
Hasta el momento se ha considerado que el pago de las rentas se inicia inmediatamente 
después de que se plantea la operación; no obstante, existen transacciones donde los 
pagos o rentas se realizan después de haber pasado cierta cantidad de periodos, en estos 
casos la operación se denomina anualidad diferida. En la gráfica No 12 se ilustran este tipo 
de actividades. 
GRAFICA NO 12 –ANUALIDAD DIFERIDA 
A 
0 1 2 3 n-3 n-2 n-1 n 
i 
푽풑 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
23 
A= 5´000.000 
0 1 2 3 10 11 12 
i = 2% EM 
೦೦ =¿? 
Cálculos 
Para determinar el valor futuro de la anualidad anticipada se aplica directamente la 
formula (33): 
( ) 
( ) 
Respuesta 
El valor ahorrado por el empresario al cabo de un año es:
3.1 Valor presente de las anualidades diferidas 
En este caso se halla el valor presente de la anualidad en un periodo antes de iniciarse los 
pagos, utilizando para ello la formula 
utilizando para ello la formula (12) 
(23), el valor hallado se traslada al periodo 0 
[ ] 
[ ] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
24 
Ejemplo 12. 
Una empresa acepta que un cliente le pague el valor de una compra realizada el día de 
hoy, en seis cuotas mensuales de $800.000 a partir del séptimo mes. Si la empresa 
aplica una tasa efectiva de interés del 2,5% EM, ¿Cuál será el valor de la venta? 
Solución 
Parámetros 
Valor de los pagos: $800.000 
Numero de pagos: 6 mensuales, a partir del mes 7 
Tasa de interés efectiva mensual: 2,5% 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
800.000 
0 1 2 3 7 8 9 10 11 12 
i = 2,5% 
푽풑 ¿ ? 
Cálculos 
Para determinar el valor presente inicialmente calculamos el valor presente de la 
anualidad en el periodo 6, utilizando para ello la ecuación (23): 
( ) 
( ) 
Este valor se traslada al periodo 0, para esto se utiliza la formula (12)
( ) 
( ) 
Respuesta 
El valor de la venta realizada por la empresa es: 
3.2 Valor futuro de las anualidades diferidas 
En este caso se halla el valor presente de la anualidad un periodo antes de iniciarse los 
pagos, utilizando para ello la formula 
utilizando para ello la formula (11) 
(23), el valor hallado se traslada al periodo n 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
25 
Ejemplo 13. 
Si un padre inicia un ahorro mensual de $50.000, cuando su hijo cumple 1 año, ¿Cuál 
será el valor ahorrado, cuando este cumpla 18 años, si el banco donde hace el deposito 
le reconoce un interés anual del 0,6% EM? 
Solución 
Parámetros 
Valor de los pagos: $50.000 
Numero de pagos: 204 mensuales, a partir del mes 12 
Tasa de interés efectiva mensual: 0,6% 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
50.000 
0 1 11 12 211 212 213 214 215 216 
i = 0,6% 
푽풇 ¿ ? 
Cálculos 
Para determinar el valor futuro inicialmente calculamos el valor presente de la
anualidad en el periodo 11, utilizando para ello la ecuación (23): 
( ) 
[ ] 
[ ] 
( ) 
Este valor se traslada al periodo 216, para esto se utiliza la formula (11) 
Respuesta 
El valor del ahorro cuando el hijo cumpla 18 años es : 
4. Anualidades perpetuas 
( ) 
( ) 
Cuando el número de pagos de una anualidad es muy grande, o cuando no se conoce con 
exactitud la cantidad de pagos se dice que la anualidad es perpetua. 
Al deducirse los modelos matemáticos se debe tener en cuenta que solo existe el valor 
presente ya que por tratarse de una anualidad perpetua el valor futuro de este tipo de 
anualidades sería infinito. 
Partiendo del valor presente de la anualidad formula (23) se puede hallar el limite cuando 
n tiende a infinito, teniendo en cuenta la definición de anualidad perpetua. 
( ) 
[ ] 
( ) 
im A [ 
] im 
→∞ 
→∞ 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
26 
Ejemplo 14. 
El consejo municipal de Santa Fe de Antioquia resuelve crear un fondo para proveer a 
perpetuidad las reparaciones del puente colonial de esa población que se estima tendrá 
un costo anual de $91 millones de pesos, doce años después de una reparación general. 
¿Cuánto se deberá colocar en el fondo al momento de terminar la reparación general, si
( ) 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
27 
la tasa de interés de colocación del mercado es del 7% anual? 
Solución 
Parámetros 
Valor de los pagos: $91 millones 
Numero de pagos: infinitos, a partir del año 12 
Tasa de interés efectiva anual: 7% 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
91 millones 
0 1 11 12 13 14 15 n-2 n-1 ∞ 
i = 7% EA 
푽풑 ¿ ? 
Cálculos 
Lo que habrá que depositar en el fondo será igual al valor presente de la anualidad 
perpetua calculada en el año 11, para lo cual se utiliza la formula (34), y este valor 
trasladado al momento 0, que es donde se supone se termino la reparación general, 
para esto se utiliza la formula (12): 
Respuesta 
En el fondo se deben colocar:
5. Gradientes 
Son operaciones financieras en las cuales se pacta cubrir la obligación en una serie de 
pagos periódicos crecientes o decrecientes que cumplen con las siguientes condiciones: 
Los pagos cumplen con una ley de formación 
Los pagos se hacen a iguales intervalos de tiempo 
A todos los pagos (rentas) se les aplica la misma tasa de interés 
El número de pagos y periodos pactados es igual 
La ley de formación, la cual determina la serie de pagos, puede tener un sinnúmero de 
variantes; no obstante, en la vida cotidiana las más utilizadas son el gradiente aritmético y 
el geométrico; las cuales a su vez pueden generar cuotas crecientes o decrecientes. 
Como el lector ya lo habrá deducido, las anualidades son casos particulares de los 
gradientes donde el crecimiento es cero, lo que causa que los pagos sean todos iguales; 
entonces igual que el caso de la anualidad los modelos matemáticos que se deducen para 
el cálculo y análisis de los gradientes tienen en cuenta las anteriores condiciones por lo 
cual, es necesario que al momento de aplicarse las formulas a situaciones particulares, se 
asegure que se cumplan dichas condiciones 
5.1 Gradiente aritmético 
Para el gradiente aritmético, la ley de formación indica que cada pago es igual al anterior, 
más una constante ; la cual puede ser positiva en cuyo caso las cuotas son crecientes, 
negativa lo cual genera cuotas decrecientes. En el caso de que la constante sea cero, los 
pagos son uniformes, es decir se tiene el caso de una anualidad. 
5.1.1 Ley de formación 
Considerando que los pagos en cada periodo serán diferentes, entonces estos se 
identificaran con un subíndice que indica el consecutivo del pago. 
De acuerdo a la ley de formación, en este caso, cada pago será igual al anterior más una 
constante, así como se muestra a continuación: 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
28
푃 
( ) 
5.1.2 Valor presente de un gradiente aritmético 
Para la deducción del modelo matemático se considera una operación en la cual un 
préstamo se paga en una serie de cuotas formada a través de un gradiente aritmético, a 
una tasa de interés efectiva por periodo , durante periodos. La situación se muestra en 
la grafica No 13. 
GRAFICA NO 13 – VALOR PRESENTE DE UN GRADIENTE ARITMÉTICO 
푨೦ (풏 ೦)풌 
푨೦ (풏 ೦)풌 
푨೦ (풏 ೦)풌 
푨೦ 
೦೦ 
푨೦ 풌 
푨೦ 
0 1 2 3 n-2 n-1 n 
i 
Vp 
Para calcular el valor presente se utiliza la formula (12), considerando cada valor de las 
cuotas y sumando todos los resultados en 0. 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
29
( ) ( ) ( ) 
( ) ( ) ( ) 
( ) 
( ) ( ) 
Rescribiendo la ecuación se obtiene el siguiente resultado: 
( ) 
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 
De la anterior expresión se puede concluir que la primera parte, las fracciones con 
numerador corresponde al valor presente de la anualidad y que las otras expresiones 
tienen como factor común K; de esta forma la ecuación se puede escribir como: 
( ) 
( ) 
[ ] [ 
( ) ( ) ( ) 
] 
( ) 
Supongamos que el factor de es igual , es decir: 
( ) 
[ 
( ) ( ) ( ) 
] 
Si multiplicamos la ecuación anterior por ( ), entonces se obtiene: 
( ) 
( )( ( ) [ )] 
( ) ( ) 
Si se resta ( ) de , se obtiene: 
( ) 
( )( )] 
( ) 
( ) [ 
( ) ( ) 
[ 
( ) ( ) ( ) 
] 
( ) ( ) ( ) 
( )( ) ( ) ( ) 
( ) 
[ ] 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
30
( ) 
[ ] ( ) 
( ) 
Remplazando (b) en (a), se obtiene: 
( ) 
( ) 
( ) 
] 
( ) 
[ ] 
[ 
[ ] [ 
( ) 
] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
31 
Ejemplo 15. 
Un padre de familia esta dispuesto a realizar el ahorro que se muestra en la grafica; de 
cuánto debería ser la inversión hoy para igualar dicho ahorro, sí el banco reconoce una 
tasa de interés del 5% semestral. 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦೦೦ ೦೦೦ 
0 1 2 3 4 5 6 
i =5% 
Vp = ¿? 
Solución 
Parámetros 
Valor del pago inicial: $800.000 
Numero de pagos: 6 semestrales 
Tasa de interés efectiva anual: 5% ES 
El gradiente tiene un crecimiento de $200.000, es decir 
Cálculos 
Para hallar el equivalente del ahorro se debe calcular el valor presente del gradiente, 
para lo cual se utiliza la formula (35): 
( ) ( )
[ ] [ 
( ) 
] 
( ) ( ) 
Respuesta 
El valor equivalente del ahorro al día de hoy es: 
5.1.3 Valor futuro de un gradiente aritmético 
Para hallar el valor futuro ( ), basta remplazar el valor presente ( ) 
formula (37), en la formula (11). 
del gradiente, 
( ) 
( ) 
( ) 
( ) 
] 
[ ] 
[ 
( ) [ 
( ) 
[ ] 
] ( ) 
೦ ೦೦೦ 
೦೦೦ 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
32 
Ejemplo 15. 
¿Qué valor recibirá una persona que realiza el ahorro semestral que se indica en la 
gráfica? El banco donde se realiza el ahorro reconoce una tasa de interés del 6% 
semestral. 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦೦೦ ೦೦೦ 
0 1 2 3 4 5 6 
i 
Vf = ¿? 
Solución 
Parámetros 
Valor del pago inicial: $800.000 
Numero de pagos: 6 semestrales
[ ] 
[ 
] 
[ ] [ ] 
5.1.4 Valor presente de un gradiente aritmético infinito 
Cuando se habla de pagos de gradientes matemáticos infinitos, solo tiene sentido hablar 
del valor presente, como equivalente de dichos pagos. La principal aplicación de dicha 
serie es el cálculo del costo de capital. 
GRAFICA NO 14 – VALOR PRESENTE DE UN GRADIENTE ARITMÉTICO INFINITO 
푨೦ 
푨೦ 
푨೦ 
푨೦ 
0 1 2 3 4 … ∞ 
i 
Vp = ¿? 
Modelo matemático 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
33 
Tasa de interés efectiva anual: 6% ES 
El gradiente tiene un crecimiento de $500.000, es decir 
Cálculos 
Para hallar el valor final del ahorro se debe calcular el valor futuro del gradiente , para 
lo cual se utiliza la formula (38): 
( ) ( ) 
( ) ( ) 
Respuesta 
El valor final del ahorro es:
Planeando la ecuación de valor de la serie se obtiene: 
( ) 
( ) 
im [ [ ] 
[ 
]] 
( ) 
→∞ 
( ) 
( ) 
im [ ] 
im 
→∞ 
[ ] im [ ] 
( ) 
→∞ →∞ 
[ ] 
( ) 
೦೦ ೦೦೦ 
೦೦೦ 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
34 
Ejemplo 16. 
¿Qué valor deberá cancelar una persona un año antes de su retiro para recibir 
anualmente una pensión de 30 millones, la cual se incrementara 2 millones cada año? El 
fondo de pensiones reconoce una tasa de interés del 6,5% anual. 
೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
0 1 2 3 4 … ∞ 
i = 6,5 % 
Vp = ¿? 
Solución 
Parámetros 
Valor del pago inicial: $30´000.000 
TNausmae dreo indtee préasg oesf:e icntfivinai taonsu al: 6,5% EA 
El gradiente tiene un crecimiento de $2´000.000, es decir 
Cálculos 
Para hallar el valor inicial que debe colocar la persona se debe calcular el valor presente 
del gradiente infinito , para lo cual se utiliza la formula (37):
( ) 
5.2 Gradiente geométrico 
Para el gradiente aritmético, la ley de formación indica que cada pago es igual al anterior, 
multiplicado por una constante (1+G); si G es positiva el gradiente será con cuotas 
crecientes, si G es negativo el gradiente será decreciente y si G es igual a 0, los pagos son 
uniformes, es decir se tiene el caso de una anualidad. 
5.2.1 Ley de formación 
Considerando que los pagos en cada periodo serán diferentes, entonces estos se 
identificaran con un subíndice que indica el consecutivo del pago. 
De acuerdo a la ley de formación, en este caso, cada pago será igual al anterior 
multiplicado por una constante, así como se muestra a continuación: 
푃 
( ) 
( ) ( ) 
( ) ( ) 
( ) 
5.2.2 Valor presente de un gradiente geométrico 
Para la deducción del modelo matemático se considera una operación en la cual un 
préstamo se paga en una serie de cuotas formadas a través de un gradiente 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
35 
Respuesta 
El futuro pensionado deberá cancelar :
geométrico, a una tasa de interés efectiva por periodo , durante periodos. La situación 
se muestra en la grafica No 14. 
GRAFICA NO 14 – VALOR PRESENTE DE UN GRADIENTE GEOMÉTRICO 
푨೦(೦ 푮)풏 
೦ 
푨೦(೦ 푮)풏 
೦ 
푨೦(೦ 푮)풏 
೦ 
푨೦( 
೦ 
푮)೦ 
푨೦(೦ 
푮) 
푨೦ 
0 1 2 3 n-2 n-1 n 
i 
Vp 
Para calcular el valor presente se la ecuación de valor, para lo cual se utiliza la formula 
(12), considerando cada valor de las cuotas y sumando todos los resultados en 0. 
( ) 
( ) ( ) 
( ) 
( ) 
( ) 
( ) ( ) ( ) 
( ) 
( ) ( ) ( ) 
( ) 
Multiplicando la ecuación anterior por , se obtiene: ( ) 
))( ( ( ) ( ) ( ) ( ) 
( ) 
( ) ( ) ( ) ( ) 
Restando ( ) de ( ), se obtiene: 
))( ( ( ) 
( ) ( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
36
( 
) 
[ 
( ) 
( ) 
] ( ) 
[ 
( ) 
] 
( ) 
[ 
( ) 
] 
( ) 
( ) 
[ 
( ) 
] 
( ) 
( ) 
[ 
( ) 
] ( ) 
Si el valor presente es indeterminado; no obstante, esta situación se puede aclarar 
usando la regla de L´ôpital y derivando la expresión con respecto a ; así como se muestra 
a continuación: 
( ) 
im [ ] 
→ ( ) ( ) 
( ) 
im [ ] 
→ 
( ) 
( ) 
( ) 
im [ ] 
→ ( ) 
( ) 
( ) 
De ( ) y ( ) se puede concluir que: 
( ) 
( ) 
[ 
( ) 
] 
( ) 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
37 
Ejemplo 17. 
¿Cuál será el valor hoy de una pensión de un trabajador que le pagaran durante su 
época de jubilación 24 pagos anuales iniciando en 2´000.000 y con incrementos del 10% 
anual? Suponga que se reconoce una tasa de interés del 7% EA 
Solución 
Parámetros
Valor del pago inicial: $2´000.000 
TNausmae dreo indtee préasg oesf:e 2ct4i vaan uaanlueasl : 7% EA 
El gradiente tiene un crecimiento del 10% anual, es decir 
Representación grafica 
೦ ೦೦೦ 
೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
0 1 2 3 … … 24 
Cálculos 
Para hallar el valor inicial de la pensión que se deberá pagar se aplica la formula (38) 
cuando , considerando que se trata de un gradiente geométrico con un 
crecimiento del 10%. 
( ) 
i = 7 % 
[ 
( ) 
] 
( ) 
[ 
( ) 
( ) 
) 
] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
38 
೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
Vp = ¿? 
( 
Respuesta 
El valor presente de la pensión es : 
Ejemplo 18. 
¿Cuál será el valor hoy de una pensión de un trabajador que le pagaran durante su 
época de jubilación 24 pagos anuales iniciando en 2´000.000 y con incrementos del 10% 
anual? Suponga que se reconoce una tasa de interés del 10% EA 
Solución 
Parámetros 
Valor del pago inicial: $2´000.000
೦ ೦೦೦ 
೦೦೦ 
( ) 
( ) 
5.2.3 Valor futuro de un gradiente geométrico 
Para hallar el valor futuro ( ), basta remplazar el valor presente 
formula (40), en la formula (11). 
( ) del gradiente, 
( ) 
( ) 
] ( ) 
( ) 
[ 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
39 
TNausmae dreo indtee préasg oesfe: c2t4iv aan aunauleasl: 10% EA 
El gradiente tiene un crecimiento del 10% anual, es decir 
Representación grafica 
೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
0 1 2 3 … … 24 
i = 7 % 
Vp = ¿? 
Cálculos 
Para hallar el valor inicial de la pensión que se deberá pagar se aplica la formula (38) 
cuando , considerando que se trata de un gradiente geométrico con un 
crecimiento del 10%. 
Respuesta 
El valor presente de la pensión es :
( ) 
[( ) ( ) ] 
De otro lado, 
( ) 
( ) 
( ) 
De esta manera, 
( ) [( ) ( ) ] 
( ) 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
40 
Ejemplo 19. 
¿Cuál será el valor final de un ahorro que se realiza durante 36 semestres iniciando con 
un pago de 3´000.000 e incrementos del 4%? Suponga que se reconoce una tasa de 
interés del 3,5% ES 
Solución 
Parámetros 
Valor del pago inicial: $3´000.000 
TNausmae dreo idnete préasg oesfe: c3t6iv sae smeemsetrsatlreasl: 3,5% ES 
El gradiente tiene un crecimiento del 4% anual, es decir 
Representación grafica
೦ ೦೦೦ 
೦೦೦ 
( ) 
[( ) ( ) ] 
[( ( ) ) ( ) ] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
41 
Ejemplo 20. 
¿Cuál será el valor final de un ahorro que se realiza durante 36 semestres iniciando con 
un pago de 3´000.000 e incrementos del 4%? Suponga que se reconoce una tasa de 
interés del 4% ES 
Solución 
Parámetros 
Valor del pago inicial: $3´000.000 
TNausmae dreo idnete préasg oesfe: c3t6iv sae mseemstersatlreasl: 4% ES 
El gradiente tiene un crecimiento del 4% anual, es decir 
Representación grafica 
೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
0 1 2 3 … … 36 
i = 3,5% 
Vf = ¿? 
Cálculos 
Para hallar el valor final del ahorro se aplica la formula (39) cuando , 
considerando que se trata de un gradiente geométrico con un crecimiento del 4%. 
Respuesta 
El valor del ahorro es:
೦ ೦೦೦ 
೦೦೦ 
( ) 
( ) 
5.2.4 Valor presente de un gradiente aritmético infinito 
Cuando se habla de pagos de gradientes geométricos infinitos, solo tiene sentido hablar 
del valor presente, como equivalente de dichos pagos. La situación se ilustra en la grafica 
No 16. 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
42 
೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
0 1 2 3 … … 36 
i = 4% 
Vf = ¿? 
Cálculos 
Para hallar el valor final del ahorro se aplica la formula (39) cuando , 
considerando que se trata de un gradiente geométrico con un crecimiento del 4%. 
Respuesta 
El valor del ahorro es:
GRAFICA NO 16 – VALOR PRESENTE DE UN GRADIENTE GEOMÉTRICO INFINITO 
푨೦ 
푨೦ 
푨೦ 
푨೦ 
0 1 2 3 4 … ∞ 
i 
Vp = ¿? 
Modelo matemático 
De la ecuación ( ) para cuando , se obtiene: 
( ) 
( ) 
[ 
( ) 
] 
( ) 
im [ ] 
→∞ ( ) ( ) 
( ) 
( ) 
im [( 
→∞ 
) ] 
( ) 
( ) Si entonces la expresión ( ) es mayor que 1, y no tendrá límite cuando 
( ) 
tiende a ∞. 
( ) Si entonces la expresión ( ) es menor que 1, y por consiguiente el límite será 
( ) 
igual , cuando tiende a ∞. 
( ) 
[ ] ( ) 
( ) 
De la ecuación ( ) para cuando , se obtiene: 
im ( ) 
→∞ ( ) 
En este caso, no hay límite 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
43
De ( ) y ( ) entonces se puede escribir el valor presente de un gradiente geométrico 
infinito, como: 
( ) 
( ) 
∞ 
೦ ೦೦೦ 
೦೦೦ 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
44 
Ejemplo 21. 
¿Cuál será el valor de la prima de un seguro que pretende realizar pagos de forma 
indefinida, iniciando en 4´000.000 con incrementos mensuales del 1%? Suponga que se 
reconoce una tasa de interés del 1,5% EM 
Solución 
Parámetros 
Valor del pago inicial: $4´000.000 
TNausmae dreo indtee préasg oesf:e icntfivinai tmose nsual: 1,5% EM 
El gradiente tiene un crecimiento del 1% mensual, es decir 
Representación grafica 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
0 1 2 3 … ∞ 
i = 1,5% 
Vp = ¿? 
Cálculos 
Para hallar el valor de la prima del seguro se debe calcular el valor presente de la serie 
infinita de la formula (42), considerando que ≤ , y teniendo en cuenta que se trata 
de un gradiente geométrico con un crecimiento del 1%.
( ) 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
45 
Respuesta 
El valor del ahorro es:
6. Ejercicios resueltos 
[ ] 
[ ] 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
46 
6.1 Un padre de familia cuando su hijo cumple 12 años hace un depósito de $X en una 
fiduciaria con el objeto de asegurar sus estudios universitarios, los cuales se 
iniciara al cumplir 20 años. Se estima que para esa época el valor de la matrícula 
anual de la universidad va ser de $3´000.000 y no sufrirá modificaciones durante 
los seis años que duraran sus estudios, ¿Cuál deberá ser el valor del depósito $X? 
Suponga que la fiducia le reconoce una tasa de interés del 30% anual. 
Solución 
Parámetros 
o Valor de los pagos: $3 millones 
o Numero de pagos: 6, a partir del año 12 
o Tasa de interés efectiva anual: 7% 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
3 millones 
0 1 7 8 9 10 11 12 13 
12 13 19 20 21 22 23 24 26 
i = 30% EA 
푽풑 ¿ ? 
Cálculos 
Para calcular el deposito se calcula el valor presente 7 de la anualidad, 
aplicando la formula (23) y el resultado se traslada al periodo 0, es decir cuando el 
hijo cumple 12 años, utilizando la formula (12) 
( ) 
( )
( )7 
[ ] 
[ ] 
47 
01.03.10 
01.10.10 
01.08.11 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
6.2 Una pequeña empresa solicita un préstamo el día 1 de marzo de 2010 y acuerda 
efectuar pagos mensuales de $1´200.000, desde el 1 de octubre de 2010, hasta el 
1 de agosto de 2011. Si el banco aplica una tasa de interés del 3.5% efectivo 
mensual, ¿Cuál será el valor del préstamo? 
Solución 
Parámetros 
o Valor de los pagos: $1´200.000 
o Numero de pagos: 11, a partir del 1 de octubre 
o Tasa de interés efectiva mensual: 3,5% 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
1´200.000 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 
i = 3,5% EM 
푽풑 ¿ ? 
Cálculos 
Para calcular el préstamo se calcula el valor presente de la anualidad, 
aplicando la formula (23) y el resultado se traslada al periodo 0, es decir el 01 de 
marzo del 2010, utilizando la formula (12) 
( ) 
( ) 
Respuesta 
El deposito que deberá hacer el padre de familia es:
( ) 
( ) 
48 
Respuesta 
El préstamo será de: 
01.04.10 
01.04.11 
01.04.12 
01.04.13 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
6.3 Un inversionista que depositó el primero de abril de 2010, $10 millones, en un 
fondo que paga un interés del 6% N-s ¿Cuántos retiros semestrales de $800.000 
podrá hacer, si el primer retiro lo hace el primero de abril de 2013? 
Solución 
Parámetros 
o Valor de los pagos: $800.000 
o Tasa de interés: 6% N-s 
o Periodos semestrales 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
800.000 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9… n … 
푽풑 ೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ j = 6% N-s 
Cálculos 
Para calcular el número de retiros, inicialmente llevamos el deposito inicial hasta 
seis meses antes de iniciar lo retiros, es decir el 01 de abril del 2013; esto con el 
fin de configurar la anualidad, para esto se utiliza la formula (11) 
Tasa de interés efectiva se calcula a partir de la formula (15) 
Numero de periodos: 5 periodos (semestres)
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
49 
6.4 Un trabajador deposita en un fondo de pensiones el día de hoy la suma de 
$1´000.000 y dentro de tres años $3´000.000; al final del año 5 comienza a hacer 
depósitos anuales de $5´000.000, durante 6 años, ¿Cuánto dinero podrá retirar 
anualmente en forma indefinida, comenzando al final del año 14? El fondo 
reconoce una tasa del 20% efectivo anual 
Solución 
Parámetros 
o Valor de los pagos: 5´000.0000 
o Tasa de interés: 20% EA 
o Periodos anuales: 6 
o Depósitos extras; año 1: 1´000.000, año 3: 3´000.000 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
A = ¿? 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17… 
푽೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ i = 20% EA 
푽೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
푽푨 ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
( ) 
( ) 
A partir de la anualidad configurada se puede calcular el numero de retiros 
(pagos) utilizando la formula (31) 
( ) 
( ) 
( ) 
( ) 
Respuesta 
El inversionista podrá hacer: retiros semestrales de $800.000 y un veinteavo retiro 
por una fracción de los $800.000
Cálculos 
Para determinar el valor que trabajador puede retirar anualmente en forma 
indefinida se debe configurar la anualidad perpetua con valor presente en el 
periodo 13. Este valor se calcula, por su parte, como el valor futuro de la 
anualidad con pagos de $5´000.000, traslada al periodo 13, más el valor futuro, en 
este mismo periodo, de los ahorros de $1´000.000 y 3´000.000. Para calcular los 
valores futuros se utilizan las formulas (11) y (28). 
( ) 
( ) 
( ) 
[ ] 
( ) 
( ) 
[ ] ( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
50 
(P3a4r)a, ddeetsepremjainnadro eAl monto que puede retirar a perpetuidad, aplicamos la formula 
Respuesta 
El trabajador podrá realizar retiros anuales de 23´013.807,71 
6.5 Una empresa estudia el arriendo de una casa lote para sus operaciones. Su agente 
inmobiliario le presenta dos ofertas: una casa para la cual se estima un costo de 
mantenimiento de $2.000.000 anuales y de $3.000.000 cada 4 años para 
reparaciones mayores; de otro lado se ofrece una casa que requerirá de una suma 
de $3.000.000 anuales para mantenimiento y de $2.500.000 cada tres años para 
reparaciones adicionales. Si la casa-lote se va usar por tiempo indefinido y 
suponiendo que el costo de capital de la empresa es del 35% efectivo anual. ¿Cuál 
de las dos alternativas le aconsejaría tomar a la empresa? 
Solución 
Parámetros
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
51 
o Casa No 1 
o Anualidad mantenimiento: 2´000.0000 anual; anualidad de reparaciones 
$3´000.000 cada 4 años 
o Casa No 2 
o Anualidad mantenimiento: 3´000.0000 anual; anualidad de reparaciones 
$2´500.000 cada 3 años 
o Tasa de interés: 35% EA 
o Periodos anuales: perpetuo 
Representación gráfica 
En la siguientes gráficas se representan las dos alternativas: 
Casa No1 
i = 35% EA 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12… n 
푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
Casa No2 
i = 35% EA 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12… 
푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
Cálculos 
Para determinar la mejor alternativa; se compara el valor presente de ambas 
alternativas. El calculo del valor presente se realiza aplicando la formula (34) y 
considerando que ambos casos el valor presente es la suma de las dos 
anualidades en el periodo cero (0) 
Casa No1
considerando que es igual a 1 y es 
considerando que es igual a 1 y es 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
52 
Para la anualidad de cada cuatro años se debe determinar la tasa efectiva 
equivalente partiendo de la tasa efectiva anual, para ello se utiliza la formula (16), 
( ) 
( ) 
Considerando esta tasa de interés se puede ahora calcular el valor presente de la 
alternativa, como sigue: 
Casa No2 
Para la anualidad de cada tres años se debe determinar la tasa efectiva 
equivalente partiendo de la tasa efectiva anual, para ello se utiliza la formula (16), 
( ) 
( ) 
Considerando esta tasa de interés se puede ahora calcular el valor presente de la 
alternativa, como sigue: 
Respuesta 
El valor presente de la segunda alternativa es mucho mayor que el de la primera por lo 
cual la mejor opción será la casa No1
[ 
( ) 
] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
53 
6.6 Con una tasa de interés del 24% N-t, ¿Cuál debe ser el valor de los pagos 
semestrales vencidos que, hechos por 10 años, amortizarán una deuda de 
$120´000.000? 
Solución 
Parámetros 
o Valor presente o actual: $120´000.000 
o Tasa de interés: 24% N-t 
o Periodos semestrales: 20 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
i = 24% N-t 
0 1 2 3 4 5 6 7 8… 16 17 18 19 20 
푨 ¿ ? 
Cálculos 
Considerando que se trata de pagos semestrales es necesario determinar la tasa 
de interés efectivo semestral a partir de la tasa nominal trimestral dada. Para 
esto, inicialmente se halla la tasa efectiva trimestral a partir de la nominal, 
utilizando para ello la formula (15) 
A partir de esta tasa se halla la tasa efectiva semestral, utilizando para ello la 
formula (16), considerando que es igual a 4 y es 
( ) 
( ) 
Considerando esta tasa de interés se puede ahora calcular los pagos de la 
anualidad, utilizando para ello la formula (25), como sigue: 
[ ] 
( )
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
54 
6.7 Con una tasa de interés del 24% N-t, ¿Cuál debe ser el valor de los pagos 
semestrales anticipados que, hechos por 10 años, amortizarán una deuda de 
$120´000.000? 
Solución 
Parámetros 
o Valor presente o actual: $120´000.000 
o Tasa de interés: 24% N-t 
o Periodos semestrales: 20 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
i = 24% N-t 
0 1 2 3 4 5 6 7 8… 16 17 18 19 20 
푨 ¿ ? 
Cálculos 
Considerando que se trata de pagos semestrales es necesario determinar la tasa 
de interés efectivo semestral a partir de la tasa nominal trimestral dada. Para 
esto, inicialmente se halla la tasa efectiva trimestral a partir de la nominal, 
utilizando para ello la formula (15) 
A partir de esta tasa se halla la tasa efectiva semestral, utilizando para ello la 
formula (16), considerando que es igual a 4 y es 
( ) 
( ) 
Considerando esta tasa de interés se puede ahora calcular los pagos de la 
anualidad, despejando A de la formula (32), como sigue:
[ ] 
( ) ( ) 
( ) ( ) 
[ ] 
[ ] 
Respuesta 
Las cuotas semestrales anticipadas para pagar la deuda son de 
i = 24% N-m 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
55 
6.8 Un señor desea comprar una póliza de seguro que garantice a su esposa el pago 
de $4´000.000 mensuales durante 10 años y adicionalmente $5´000.000 al final de 
cada año durante este mismo período. Si el primer pago se efectúa al mes del 
fallecimiento del señor, hallar el valor de la póliza de seguro suponiendo que la 
compañía de seguros garantiza el 24% N-m 
Solución 
Parámetros 
o Tasa de interés: 24% N-m 
o Anualidad 1: $4´000.000 mensuales durante 120 meses 
o Anualidad 2: $5´000.000 anuales durante 10 años 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
0 1 2 3… 12 13… 24… 36… 48… 117 118 119 120 
푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
Cálculos 
El valor de la póliza corresponde al valor presente de la suma de las dos 
anualidades. Para realizar el cálculo se requiere hallar la tasa efectiva de interés
[ ] 
[ ] 
[ ] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
56 
anual y mensual equivalente a la tasa nominal dada. 
Tasa efectiva mensual 
Tasa efectiva anual 
A partir de esta tasa efectiva mensual se halla la tasa efectiva anual, utilizando 
para ello la formula (16), considerando que es igual a 12 y es 
( ) 
( ) 
Considerando estas tasas de interés se puede ahora calcular los valores presentes 
de las anualidades y sumarlos para obtener el valor de la póliza. Para esto se 
utiliza la formula (23), como sigue: 
( ) 
Anualidad mensual 
( ) 
Anualidad anual 
( ) 
Valor de la póliza: 
Respuesta 
El valor de la póliza es:
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
57 
6.9 Una pequeña empresa acuerda con su banco un préstamo el cual se pagara en 12 
cuotas mensuales. Si el primer pago es de $6´000.000 y los pagos sucesivos 
disminuyen cada uno en $800.000 
a) ¿Cuál será el valor del último pago? 
b) ¿Cuál será el valor final de los pagos, suponiendo una tasa del 36% N-m? 
Solución 
Parámetros o Tasa de interés: 36% N-m 
o Pagos mensuales decrecientes, con y 
Representación gráfica 
En la siguiente gráfica se representa la operación: 
푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 
i = 36% N-m 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 
푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 풚푲 ೦೦೦ ೦೦೦ 
Cálculos 
Para calcular el pago en el periodo 12, se utiliza la ley de formación del gradiente 
matemático considerando y . 
( ) 
( ) 
Para realizar el cálculo del valor final se requiere hallar inicialmente la tasa 
efectiva de interés mensual equivalente a la tasa nominal dada. 
Tasa efectiva mensual 
Considerando la tasa de efectiva mensual se puede ahora calcular el valor final de
los pagos. Para esto se utiliza la formula (36), como sigue: 
( ) ( ) 
[ ] 
[ 
] 
( ) ( ) 
[ ] [ ] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
58 
Respuesta 
El valor de la póliza es: 
6.10 Hallar el valor de $X en el flujo de caja que se muestra en la gráfica, considerando 
una tasa de interés efectiva del periodo del 30% 
220.000 
200.000 
180.000 
160.000 
140.000 
120.000 
80.000 100.000 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
X 
Solución 
Parámetros o Tasa de interés: 30% E 
o Pagos mensuales crecientes, con y 
Cálculos 
El Valor de X será equivalente al valor de la serie gradiente aritmética que inicia en 
el periodo 2, valorada en el periodo 5, más el valor futuro en el periodo 5 de los 
valores de los periodos 1 y 2. 
Lo primero es hallar el valor presente de la serie gradiente en el periodo 2, una 
vez hallado, este se lleva al periodo 5. Para calcular el valor presente del gradiente
se utiliza la formula (35), considerando que 
[ ] 
[ 
( ) 
] 
( ) ( ) 
[ ] [ 
( ) 
] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
59 
( ) ( ) 
Para hallar el valor futuro del valor anterior en el periodo 5, aplicamos la formula 
(11), considerando 3 periodos y la tasa de interés efectiva del periodo 
( ) 
( ) ( ) 
Para hallar el valor futuro de los valores de los periodos 1 y 2 se aplica igualmente 
la formula (11) 
( ) 
( ) ( ) 
( ) ( ) 
El valor de X, será igual a la suma de ( ), ( ) y ( ) 
Respuesta 
El valor de X es: 
6.11 Hallar el primer pago de un gradiente aritmético creciente en $300.000, que tenga 
50 pagos y que sea equivalente a 50 pagos que crecen un 20%, con primer pago 
de $1´000.000, suponga una tasa del 20%
Solución 
Parámetros o Tasa de interés: 20% E 
o Serie gradiente aritmética, con ¿ ? y , y 
o Serie gradiente geométrica, con y y 
Cálculos 
Pdeabrae hhaalllalarr epl rpimrimereor epla vgaol odre plrae sseernitee a drietm laé tsiceari ec ogne o m é t r i c a c o n y p a g o ys ; usne 
. Para esto se aplica la formula (38), considerando que 
( ) 
Considerando que el gradiente aritmético es equivalente, entonces el valor 
presente debe ser igual al del ( gradiente ) 
geométrico; con esto y sabiendo el 
numero de pagos, interés y valor del incremento, utilizando la formula (35), se 
puede despejar el valor de 
( ) ( ) 
[ ] 
[ 
( ) 
] 
[ 
( ) 
] 
( ) ( ) 
] [ 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
60 
Respuesta 
El valor de la primera cuota del gradiente aritmético es: 
6.12 Con interés efectivo del 14% hallar el valor final de la siguiente serie. 
Periodo 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
Valor 
300 
500 
700 
900 
1.100 
1.300 
1.000 
700 
400 
100 
-200 
-500
[ 
] [ 
] 
[ ] 
[ 
] 
[ 
] [ 
] ( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
61 
Solución 
En la tabla se identifican a) La primera es una se drioes a sreitrmieést ica creciente que se inicia en el periodo 0 y 
termina en el periodo 6, con y 
b) La segunda es una serie aritmética decreciente que se inicia en el periodo 6 y 
termina en el periodo 12, con y 
o Tasa de interés: 14% E 
Cálculos 
El Valor final será igual a la suma de las dos series creciente y decreciente 
valoradas en el periodo 12. Para calcular el valor final se utiliza la formula (36) y la 
formula (11) 
( ) ( ) 
( ) 
Primera serie 
El valor final de esta serie en el periodo 6, es: 
( ) ( ) 
Considerando que se requiere el valor equivalente en el periodo 12, se halla el 
valor futuro del anterior valor en 12 utilizando la formula (11) 
( ) ( ) 
Segunda serie 
El valor final de esta serie en el periodo 12, es: 
( ) ( ) 
El valor de la serie será igual , es decir:
Respuesta 
El valor final de la serie será: 
Periodo 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
[ ] 
[ ] ( ) 
( ) 
[ 
( ) 
] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
62 
6.13 Con interés efectivo del 6% hallar el valor presente de la siguiente serie. 
Solución 
En la tabla se identifica lo siguiente: 
a) Una anualidad con pagos , iniciando en el periodo y terminando en 
b) Una serie gradiente geométrica creciente que se inicia en el periodo y 
termina en el periodo , con y 
c) Un pago de 9,4 en el periodo 9 
o Tasa de interés: 6% E 
Cálculos 
El valor presente de la serie será igual a la suma del valor presente de la 
anualidad, más el valor de la serie geométrica valorada en 0, más el valor presente 
del pago realizado en el periodo 9. 
Anualidad 
Para calcular el valor presente en 0 de la anualidad se utiliza la formula (23), 
considerando , y la tasa de interés efectiva del periodo 
( ) 
( ) 
Gradiente geométrico 
Para valorar el gradiente en el periodo 0, inicialmente se calcula el valor presente 
en 4 el gradiente utilizando la formula (38), considerando que , 
seguidamente para este valor se calcula el equivalente en 0, utilizando la formula 
() 
( ) 
Valor 
60 
60 
60 
60 
72 
86,4 
103,68 
124,42 
149,3 + 9,4 
179,16 
215
( ) 
[ 
( ) 
) 
] 
Para hallar el valor en el periodo 0, se utiliza la formula (12), considerando 4 
periodos 
( ) 
( 
Pago periodo 9 
( ) 
( ) 
El valor presente del pago del periodo 9, se calcula utilizando la formula (12) 
( ) 
( ) 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
63 
El valor de la serie será igual a la suma de 
Respuesta 
El valor inicial de la serie será: 
6.14 Hallar el valor presente de una serie infinita de pagos, si el primero corresponde a 
$1´000.000, son crecientes en un 10% y la tasa efectiva es del 8%. 
Solución 
Parámetros 
o Serie gradiente creciente con y 
o Numero de pagos: infinitos 
o Tasa de interés: 8% E 
Cálculos 
Recordemos que en la formula (40) si el , entonces el valor presente del 
gradiente es infinito, considerando que este es el caso, entonces: ∞
( ) 
∞ 
Respuesta 
El valor inicial de la serie será: ∞ 
6.15 ¿Cuál será el valor inicial equivalente de una serie infinita de pagos mensuales que 
crecen cada mes en $300.000, cuyo primer pago es de $2´000.000 y para el cual se 
reconoce una tasa del 2.5% efectivo mensual? 
Solución 
Parámetros 
o Serie gradiente aritmética creciente con y 
o Numero de pagos: infinitos 
o Tasa de interés: 2,5% EM 
Cálculos 
El valor equivalente inicial de una serie aritmética infinita se calcula utilizando la 
formula (37), considerando el primer pago, el gradiente y la tasa de interés. 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
64 
Respuesta 
El valor inicial de la serie es: 
6.16 Para el mantenimiento y preservación de la carretera de acceso a una vereda los 
vecinos de la región quieren establecer un fondo. Se estima que los trabajos para 
el próximo año tendrán un costo de 10 millones de pesos; y que este se 
incrementará todos los años en un 18%. Hallar el valor del fondo, suponiendo que 
la fiducia reconoce un interés del 28% efectivo anual 
Solución
o Serie gradiente geométrica creciente con y 
o Numero de pagos: infinitos 
o Tasa de interés: 28% EA 
Cálculos 
El valor del fondo será el valor inicial de la serie geométrica infinita de los pagos 
estimados para el mantenimiento y preservación, de esta forma el valor se calcula 
utilizando la formula (40), considerando que la tasa de interés es mayor que el 
gradiente. 
( ) 
( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
65 
Parámetros 
Respuesta 
Los vecinos deben establecer un fondo con un valor inicial de : 
6.17 Una entidad financiera presta a un cliente $30 millones, con un interés del 34.8% 
N-m. El deudor tiene un plazo de 15 años para amortizar la deuda, mediante 
pagos mensuales. Suponiendo que la primera cuota es de $100.000 y vence al 
final del primer mes, ¿cuál debe ser el porcentaje de reajuste mensual de la cuota, 
para cancelar la deuda? 
Solución 
Parámetros 
o Valor inicial 
o Valor de la primera cuota: 
o Numero de pagos: 180, mensuales 
o Tasa de interés: 34.8% N-m 
Cálculos 
Para calcular el gradiente de la serie geométrica creciente, inicialmente se debe 
calcular la tasa de interés efectiva mensual, utilizando la formula (15); 
seguidamente se despejara de la formula (38), previendo que .
( ) 
[ 
] 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
66 
( ) 
( ) 
Considerando que se trata de una ecuación de orden con varias raíces de orden 
superior, la solución debe hacerse por tanteo y error. Después de hacer algunos 
tanteos se llega a un valor de 3,48% 
Respuesta 
La cuota debe tener un incremento mensual de: 
6.18 A un pequeño empresario le ofrecen en comodato un restaurante durante un año, 
se le garantiza al menos la venta mensual de 6.000 almuerzos durante todo año; 
los cuales le serán pagados a razón de $5.000 cada uno, al final del año sin 
intereses. El empresario calcula que el costo de los insumos de cada almuerzo será 
de $2.000 los cuales deberán ser pagados al principio de cada mes. El valor de los 
insumos se estima tiene un incremento del 5% mensual. El costo mensual de 
mano de obra, la cual se considera permanecerá estable es de $2´500.000; 
además estima que requerirá hacer una inversión inicial de $10 millones para la 
adecuación del restaurante. Suponiendo un interés mensual del 3%. Calcular cuál 
será el valor de su ganancia en pesos de hoy 
Solución 
Parámetros 
o Valor total de los almuerzos: 푃 
o Costo de los insumos: con mensuales de (serie geométrica creciente con pagos iannctriecmipaednotoss) 
o Costo de la mano de obra: (anualidad con pagos vencidos) 
o Inversión inicial 
o Tasa de interés: 3% EM 
Cálculos 
El valor de la ganancia será igual a los ingresos menos los egresos; valorados en el 
periodo 0 (en pesos de hoy). 
Periodo 0 (en pesos de hoy) 
Para hallar la ganancia se calcula los ingresos, costo de insumos y mano de obra 
en 0; no es necesario calcular el equivalente de la inversión, teniendo en cuenta 
que este pago se realiza en este mismo periodo.
( ) 
( ) 
( ) 
( ) 
[ 
( ) 
] ( ) 
[ ] 
[ ] ( ) 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
67 
Valor presente de los ingresos, se calculan utilizando la formula (12) 
Valor presente de los insumos, considerando que se trata de un gradiente 
geométrico se utiliza la formula (38) teniendo en cuenta que el primer pago es: 
( ) lo anterior 
considerando que se trata de pagos anticipados. A esta serie se le debe sumar el 
pago se hace en el periodo 0. 
( ) 
Valor presente de la mano de obra, considerando que se trata de una anualidad se 
utiliza la formula (23), teniendo en cuenta que , e 
( ) 
( ) 
La ganancia como se indico es igual a los ingresos ( ) insumos ( ), menos el valor de la mano de obra ( ) y mmeennooss eel l vavalolor r ddee lolas inversión de 
Respuesta 
La utilidad a valores actuales que obtendrá el empresario es:
7. Ejercicios propuestos 
Cuando su hijo cumple 10 años, un padre hace un depósito de $X en una fiduciaria 
a nombre de su hijo con el objeto de asegurar los estudios universitarios, los cuales 
iniciará cuando cumpla 18 años. Si la Fiducia reconoce una tasa de interés del 20% 
N-t y estimando que para esa época el valor de la matrícula anual en la universidad 
será de $2´500.000 y que permanecerá constante durante los seis años que duran 
los estudios; ¿Cuál deberá ser el valor del depósito? 
Una persona quiere solicitar un préstamo bancario el día 1 de marzo del 2008; su 
capacidad económica solo le permite realizar pagos mensuales de $240.000, a 
partir del 1 de octubre del mismo año y hasta el 31 de diciembre del 2010. Si la 
entidad bancaria aplica una tasa de interés del 1,8% EM; ¿De qué valor deberá ser 
el préstamo? 
Una persona próxima a pensionarse deposita en un fondo de inversión el 1 de 
mayo del 2000, la suma de $10´000.000. Si el fondo reconoce en promedio un 
interés del 36% N-s; ¿Cuántos retiros mensuales de $800.000 podrá hacer, a partir 
de la fecha de jubilación que se estima será el 1 de abril del 2006? 
Un inversionista deposita hoy $1 millones, $3 millones en 2 años; al final del año 4 
comienza a hacer depósitos semestrales de $800.000, durante 6 años; Si el fondo 
de inversiones le reconoce una tasa de interés del 12%EA; ¿Cuánto dinero podrá 
retirar mensualmente, en forma indefinida, comenzando al final del año 10? 
Una empresa tiene dos alternativas para una instalación de producción: la primera 
de ellas requiere la suma de $2.500.000 mensuales como costo de mantenimiento 
y de $10´000.000 cada 4 años para reparaciones adicionales; de otro lado, la 
segunda alternativa requerirá de una suma de $3.000.000 mensuales para 
mantenimiento y de $12´500.000 cada tres años para reparaciones adicionales. 
Considerando que la instalación se usara por tiempo indefinido y que el costo de 
capital de la empresa es del 35% EA; ¿Cuál de las dos alternativas es más 
conveniente? 
Si un banco aplica una tasa de interés del 24% N-t; ¿Cuál deberá ser el valor de los 
pagos semestrales vencidos, hechos durante un periodo de 10 años, para 
amortizar una deuda de $45´000.000? 
Una entidad financiera presta a un cliente $300 millones, con un interés del 34.8% 
N. El deudor tiene un plazo de 20 años para amortizar la deuda, mediante pagos 
semestrales. Suponiendo que la primera cuota es de $2´000.000 y vence al final del 
primer semestre, ¿Cuál será el porcentaje de reajuste mensual de la cuota, para 
cancelar la deuda? 
A un pequeño empresario le ofrecen en comodato un restaurante durante dos 
años, se le garantiza al menos la venta mensual de 10.000 platos durante todo año; 
los cuales le serán pagados a razón de $6.000 cada uno, al final del año sin 
7.1 
7.2 
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Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
68
intereses. El empresario calcula que el costo de los insumos de cada almuerzo será 
de $2.000 los cuales deberán ser pagados al principio de cada mes. El valor de los 
insumos se estima tiene un incremento del 4% mensual. El costo mensual de mano 
de obra, la cual se considera permanecerá estable es de $3´500.000; además 
estima que requerirá hacer una inversión inicial de $50 millones para la adecuación 
del restaurante. Suponiendo un interés mensual del 3%. Calcular el valor de la 
ganancia en pesos al final del comodato. 
Si un banco aplica una tasa de interés del 24% N-t; ¿Cuál deberá ser el valor de los 
pagos semestrales anticipados, hechos durante un periodo de 10 años, para 
amortizar una deuda de $45´000.000? 
Un señor desea contratar una póliza de seguro que garantice a sus hijos el pago de 
$2´500.000 mensuales durante quince años y adicionalmente $5´000.000 al final 
de cada año durante ese periodo. Si el primer pago se realiza un mes después de la 
muerte del señor; ¿Cuál será el valor póliza? La compañía de seguros aplica una 
tasa de interés del 24% N-m 
Una empresa metalmecánica tiene cuatro opciones para la compra de una 
maquinaria: el modelo A cuesta $300 millones; el modelo B, $500 millones, el C 
$700 millones y el modelo D, $900 millones. Si la persona puede hacer 42 pagos 
mensuales de máximo $30 millones comenzando al final del mes 6. ¿Cuál será el 
modelo más costoso que podrá comprar? Suponga una tasa del 24% N-m 
Un filántropo ha creado una institución de caridad y desea asegurar su 
funcionamiento a perpetuidad. Se estima que esta institución necesita para su 
funcionamiento $10´000.000, al final de cada mes, durante el primer año; 
$12´000.000, al final de cada mes, durante el segundo año y $13´000.000, al final 
de cada mes, en forma indefinida. Suponiendo que la fiducia que administrara el 
dinero reconoce una tasa de interés del 30% N-m; ¿Cuál será el valor del depósito 
que deberá hacer el filántropo al inicio en la fiducia? 
Un grupo de benefactores decide dotar un hospital de los equipos de laboratorio 
que requiere para operar. Se estima que el costo de los equipos el 1 de julio del 
2011 es de $45´500.000 y que el costo de operación trimestral indefinidamente es 
de $3´000.000 a partir del primero del 1 de agosto, fecha en la cual entrará en 
funcionamiento. ¿Cuál debe ser el valor de la donación que se haga el 1 de enero 
del 2010 si el dinero es invertido inmediatamente en una fiduciaria que garantiza 
el 24% N-t? 
Si se desea cancelar una deuda de $9´500.000 en pagos mensuales iguales durante 
tres años, el primero al final de mes, y además se efectuaran abonos anuales 
extraordinarios de dos y media veces la cuota mensual, comenzando al final del 
primer año; ¿De cuánto serán las cuotas mensuales y las extraordinarias? Suponga 
una tasa de interés del 36% N-b 
Si una fiducia reconoce una tasa del 20% EA; ¿Qué es más conveniente para una 
institución de caridad recibir una renta perpetua de $4´800.000 cada 5 años 
7.9 
7.10 
7.11 
7.12 
7.13 
7.14 
7.15 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
69
recibiendo el primer pago al final del cuarto año o recibir $2´000.000 anuales de 
renta perpetua comenzando al final del primer año? 
Se quiere financiar la compra de un carro que tiene un costo de $47´000.000 
mediante el pago de 60 cuotas mensuales vencidas; y cuotas anuales vencidas 
extraordinarias del 5% del valor total durante el periodo de vigencia del préstamo. 
Si la entidad financiera aplica una tasa de interés del 1,8 EM; ¿Cuál será el valor de 
las cuotas mensuales? 
Una máquina llegará al final de su vida útil dentro de 2 años; para esa época se 
estima que una nueva costará $90´000.000; además que la máquina vieja podrá 
ser vendida en $20´000.000; ¿Qué ahorro trimestral debe hacer un empresario en 
una cuenta que paga el 30% N-m con el objeto de hacer la compra en el momento 
oportuno; si tiene previsto hacer el primer deposito al final del sexto mes? 
Para cancelar una deuda un banco exige 12 pagos mensuales vencidos. Si el banco 
aplica una tasa de interés del 36% N-m y el primer pago es de $6´000.000, 
disminuyendo $800.000 por mes 
¿Cuál será el valor del último pago? 
Al final; ¿Qué valor total se habrá pagado? 
Si un Banco aplica una tasa de interés del 4% ES a un préstamo que se paga en 15 
cuotas mensuales que decrecen linealmente en $40.000 y el primer pago es de 
$500.000; ¿Cuál será el valor del préstamo? 
Para el siguiente flujo de caja, calcule el valor de X, si se aplica una tasa de interés 
del 25% N-b. Los periodos son meses. 
7.16 
7.17 
7.18 
a. 
b. 
7.19 
7.20 
7.21 Una persona quiere comprar un automóvil, que actualmente cuesta $40 millones; 
para tal fin, decide establecer un fondo mediante depósitos mensuales crecientes 
en un 10%. Si el primer depósito es de $500.000, el cual se hace al final del primer 
mes; ¿Cuánto tiempo le llevará reunir el dinero necesario para la compra, si el 
automóvil sube de precio cada mes un 1%? Suponga que los rendimientos pagados 
a los depósitos son el del 4% EM 
¿Cuántos pagos mensuales deben hacerse para cancelar una deuda de $20 
millones, con intereses del 33% N-m? Suponga que la primera cuota es de 
$500.000 y que la cuota crece $50.000 mensualmente 
Un benefactor quiere donar un monto de dinero que en un futuro sirva para 
operar el centro de urgencias de un Hospital. Si los costos de operación son 
inicialmente de $20´000.000 y se incrementan 3% cada mes; ¿Cuánto deberá 
depositar el benefactor, si la fiducia reconoce una tasa de interés del 8% EA? 
Para mantener en buen estado la escuela de un pueblo, loa habitantes desean 
establecer una fiducia, para proveer recursos para las reparaciones futuras. Si se 
7.22 
7.23 
7.24 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
70 
Periodo 1 2 3 4 5 6 7 8 
Valor 2.000 2.500 3.125 3.906,25 4.882,81 0 X -50.000
estima una inversión inicial de $25´000.000 y que el costo de mantenimiento para 
el próximo año es de 10 millones; igualmente, se estima que este costo se 
incrementará todos los años en un 15%. Considerando que la fiducia reconocerá 
una tasa de interés del 22% EA; ¿Cuánto será el valor inicial que se deberá 
depositar en la fiducia? 
¿Qué suma de dinero debe ahorrar un padre de familia mensualmente en una 
entidad que reconoce interés racional y paga una tasa de interés simple del 21% 
anual, para dentro de seis meses pagar la matrícula de su hijo en la Universidad 
que tiene un costo de $3´000.000? 
7.25 
Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 
71
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Matematicas financieras 3

  • 1. Carlos Mario Morales C ©2012 Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 1
  • 2. Matemáticas Financieras No es tá permitida la reproducción tota l o parcial de es te l ibro, ni su tratamiento informático, ni la transmi s ión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por regi stro u otros métodos, s in el permi so previo y por es crito del titular del copyright. DERECHOS RESERVADOS © 2011 por Carlos Mario Morales C. carrera 77c No 61-63 Medel lín-Colombia Teléfono: 421.28.93 E_Mai l : c a r l o s m o r a l e s c a s t a n o @ g m a i l . c o m Impres ión digita l en Colombia. Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 2 Datos Catalográficos para citar este libro Matemáticas Financieras Carlos Mario Morales C. Editorial propia. Medellín, 2012 ISBN: Pendiente Formato 21x24 cm. Paginas:
  • 3. Anualidades y gradientes UNIDAD 3: ANUALIDADES Y GRADIENTES Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 3 OBJETIVO Al finalizar la unidad los estudiantes estarán en capacidad de calcular operaciones financieras en las cuales la contraprestación se hace a través de cuotas periódicas. Para esto deducirá los modelos matemáticos para calcular el valor actual, futuro, interés y número de pagos para diferentes tipos de operaciones y aplicará estos en situaciones de la vida empresarial. CONTENIDO 1. Anualidades 2. Anualidades anticipadas 3. Anualidades diferidas 4. Anualidades perpetuas 5. Gradientes 6. Ejercicios resueltos 7. Ejercicios propuestos
  • 4. Introducción Es corriente que se pacte entre el deudor y acreedor el pago de una obligación financiera en cuotas periódicas a una tasa de interés, durante un tiempo determinado. Cuando las cuotas son constantes la operación recibe el nombre de anualidad, por el contrario si las cuotas son cambiantes se le denomina gradiente. Cuando, por ejemplo, una persona compra un automóvil pagado una cuota inicial y el resto del dinero en cuotas mensuales iguales durante un tiempo determinado, se configura una operación financiera de anualidades; si por el contrario las cuotas crecen con la inflación por ejemplo, la operación se denomina gradiente. Anualidad o gradiente es un sistema de pagos a intervalos iguales de tiempo; de esta forma, no significa pagos anuales, sino pagos a intervalo regular; definida así en la vida cotidiana se encuentran innumerables ejemplos de este tipo de operaciones: el pago de dividendos, los fondos de amortización, los pagos a plazos, los pagos periódicos a las compañías de seguros, los sueldos, y en general todo tipo de renta son, entre otros, ejemplos de anualidades o gradientes. En este tipo de operaciones se distinguen los siguientes elementos: la renta o pago, el periodo de pago o de renta, el tiempo o plazo y la tasa de interés. La renta se define como el pago periódico, también denominado como cuota o deposito. El periodo de renta es el tiempo que se fija entre dos pagos consecutivos; el tiempo o plazo de la operación es el intervalo de tiempo que sucede desde el inicio del primer periodo de pago y el final del último. Finalmente la tasa de interés es el tipo de interés que se acuerda en la operación. Dependiendo de la forma como se pacten los montos y periodos de pago las operaciones se pueden clasificar en ordinarias, variables, anticipadas, diferidas, perpetuas. En esta unidad de aprendizaje se analizan cada una de ellas determinándose los modelos matemáticos que permiten simular y analizar estos tipos de operación financiera. Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 4
  • 5. 1. Anualidades Son operaciones financieras en las cuales se pacta el cubrimiento de las obligaciones en una serie de pagos periódicos iguales que cumple con las siguientes condiciones:     Los pagos (rentas) son de igual valor. Los pagos se hacen a iguales intervalos de tiempo A todos los pagos (rentas) se les aplica la misma tasa de interés El número de pagos y periodos pactados es igual Las anualidades que cumplen con estas condiciones son las ordinarias o vencidas y las anticipadas. Los modelos matemáticos que se deducen para el cálculo y análisis de este tipo de anualidades tienen en cuenta las anteriores condiciones; por lo cual, es necesario que al momento de aplicarse las formulas a situaciones particulares, se asegure que se cumplan dichas condiciones. Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 5 Ejemplo 1. Determinar si el siguiente sistema de pagos corresponde a una anualidad. A A A A A A A 0 1 2 3 4 5 6 Respuesta El sistema de pagos no corresponde a una anualidad ya que no obstante los pagos son iguales y se hacen a intervalos de tiempo igual, el número de pagos no es igual al número de periodos
  • 6. Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 6 Ejemplo 2. Determinar si el siguiente sistema de pagos corresponde a una anualidad. A A A A A A 0 1 2 3 4 5 6 Respuesta Si se supone que la tasa de interés que se aplica a cada pago es la misma, se puede afirmar que el sistema corresponde a una anualidad teniendo en cuenta que los pagos son iguales, se hacen a intervalo de tiempo igual y los periodos pactados corresponden al número de pagos. Es la forma general de una anualidad ordinaria o vencida Ejemplo 3. Determinar si el siguiente sistema de pagos corresponde a una anualidad. A A A´ A´´ A A 0 1 2 3 4 5 6 Respuesta El sistema de pagos no corresponde a una anualidad ya que no obstante que el número de pagos es igual al número de periodos y los intervalos de tiempo son iguales los pagos no son iguales. Ejemplo 4. Determinar si el siguiente sistema de pagos corresponde a una anualidad. A A A A A A 0 1 2 3 4 5 6
  • 7. 1.1 Valor presente de la anualidad Para la deducción del modelo matemático se considera una operación en la cual un préstamo se paga en cuotas iguales , a una tasa de interés efectiva por periodo , durante periodos. La situación se muestra en la grafica No 7. GRAFICA NO 7 – VALOR PRESENTE DE UNA ANUALIDAD A 0 1 2 3 n-2 n-1 n i Vp Para calcular el valor presente se utiliza la formula (12), considerando cada valor de A como un valor futuro y sumando todos los resultados en 0. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Factorizando A, se obtiene: [ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ] ( ) Multiplicando esta por el factor , esto da como resultado la siguiente ecuación: ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 7 Respuesta Si se supone que la tasa de interés que se aplica a cada pago es la misma, se puede afirmar que el sistema corresponde a una anualidad teniendo en cuenta que los pagos son iguales, se hacen a intervalo de tiempo igual y los periodos pactados corresponden al número de pagos. Es la forma general de una anualidad anticipada
  • 8. [ ] ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Restando la ecuación (a) de la (b), se obtiene: [ ] ( ) ( ) ( ) Despejando de este resultado el Vp, se obtiene: [ ] ( ) La cual también se puede expresar como: ( ) [ ] ( ) Donde: El factor * ( ) + suele nombrarse como: ( ⁄ ). Este significa el factor para hallar , dado el pago o renta , la tasa de interés efectiva a la cual son trasladados los pagos al valor inicial y el número de pagos . La formula (23) se puede escribir en notación clásica, como: ( ⁄ ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 8 Ejemplo 5. Un pequeño empresario para reponer su equipo de producción hoy, está en capacidad de realizar 36 pagos de $2´000.000 mensuales, a partir del próximo mes; si el banco que financia la operación cobra una tasa de interés del 24% N-m. ¿De cuánto dinero dispondrá para la reposición de los equipos? Solución Parámetros
  • 9. [ ] [ ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 9 Pagos: $2´000.000 Numero de pagos: 36 Tasa de interés: 24% N-m Representación gráfica Para determinar lo que el pequeño empresario tendrá disponible para reposición de equipos, se debe hallar el valor presente de los pagos mensuales. En la siguiente gráfica se representa la operación: 2´000.000 0 1 2 3 34 35 36 j = 24%N-m Vp =¿? Cálculos Para determinar el valor presente, lo primero que se debe hacer es hallar la tasa efectiva mensual a partir de la tasa nominal, para esto se utiliza la formula (15): Teniendo la tasa efectiva de interés se procede a calcular el valor presente, considerando ( ⁄ ). Nótese que la tasa efectiva de interés coincide los periodos en los cuales se realiza los pagos. El calculo se realiza utilizando la formula (23) ( ) ( ) Respuesta El pequeño empresario dispondrá de para la reposición de los equipos.
  • 10. 1.2 Pagos o renta a partir del valor presente De la ecuación (23) se puede deducir el factor para hallar , dado el valor presente , o lo que es igual ( ⁄ ). [ ( ) ] ( ) ( ⁄ ) ( ) Los símbolos tienen el mismo significado que en la ecuación (23) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 10 Ejemplo 6. Una persona desea comprar un automóvil que tiene un precio de $64´000.000 a través de un crédito. Si la empresa de financiamiento ofrece las siguientes condiciones: préstamo del 90% del valor total en cuotas iguales durante 60 meses y una tasa efectiva de interés del 0,95% EM, ¿Cuál será el valor de la cuota mensual? Solución Parámetros Valor del automóvil: $64´000.000 Financiación: 90% del valor total Numero de pagos: 60 Tasa de interés: 0,95% EM Representación gráfica Considerando que solo se financia el 90% del valor del vehículo el préstamo debe ser por un valor de: 푃 En la siguiente gráfica se representa la operación: A= ¿? 0 1 2 3 58 59 60 i = 0,99% EM Vp =57´600.000 Cálculos Para determinar el valor de los pagos mensuales, ( ⁄ ), para lo cual se aplica
  • 11. [ ( ) ] [ ] 1.3 Pagos o renta con base en el valor futuro Igual que se hizo en el la deducción anterior, para determinar este modelo, se considera una operación en la cual el valor final es equivalente a pagos iguales , a una tasa de interés efectiva por periodo , durante periodos. La situación se muestra en la grafica No 8. GRAFICA NO 8 – VALOR FUTURO DE UNA ANUALIDAD A 0 1 2 3 n-2 n-1 n i Vf Para determinar el valor futuro ( ⁄ ) remplazamos en la formula (24) el valor presente en función del valor futuro, formula (12). ( ) ( ) [ ( ) ] ( ) Remplazando ( ) en ( ), se obtiene: ( ) [ ] ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 11 directamente la formula (25), considerando la tasa efectiva de interés mensual: ( ) Respuesta El valor de la cuota mensual será de $
  • 12. [ ( ) ] ( ) ( ⁄ ) ( ) [ ( ) ] [ ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 12 Ejemplo 8. De cuánto deberá ser el ahorro mensual de una persona que proyecta adquirir una casa de $100´000.000 dentro de cinco años, si la fiducia le asegura una tasa de interés efectiva mensual del 0,7%. Solución Parámetros Valor futuro: $100´000.000 Numero de pagos: 5 años = 60 meses (inicia un mes después de tomar la decisión) Tasa de interés: 0,7% EM Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: A= ¿? 0 1 2 3 58 59 60 i = 0,7 EM Vf =100´000.000 Cálculos Para determinar los pagos del ahorro ( ⁄ ) se aplica directamente la formula (26), considerando la tasa efectiva de interés mensual: ( ) Respuesta Se deberá realizar un ahorro de $ mensual
  • 13. 1.4 Valor futuro de la Anualidad De la formula (26) se puede determinar el valor futuro en función de los pagos, así: ( ) [ ] ( ) ( ⁄ ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 13 Ejemplo 7. Un padre de familia quiere conocer de cuánto dispondrá para la educación superior de su hijo, si inicia un ahorro mensual de 300.000, un mes antes de que cumpla 10 años y hasta cuando cumpla 18, edad en la cual estima iniciara los estudios universitarios; la fiducia donde se realiza el ahorro asegura una de interés del 10% N-m Solución Parámetros Valor de los pagos: $300.000 Numero de pagos: 8 años = 96 meses Tasa de interés: 10% N-m Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: A= 300.000 0 1 2 3 94 95 96 j = 10% N-m Vf =¿? Cálculos Para determinar el valor futuro del ahorro ( ⁄ ) inicialmente se debe hallar la tasa de interés efectiva mensual, para esto se aplica la formula (15), considerando que la tasa de interés que ofrece la fiducia esta expresa en nominal: Con esta tasa de interés efectiva se puede calcular, ( ⁄ ), para lo cual se aplica directamente la formula (28), considerando la tasa efectiva de interés mensual:
  • 14. [ ] [ ] 1.5 Número de pagos con base en el valor futuro Si se conocen el , los pagos , y la tasa de interés , de la ecuación (28) se puede determinar el valor de ; es decir, el número de pagos. Lo mismo se podría hacer a partir de la ecuación (23) cuando se conocen , los pagos , y la tasa de interés . A continuación se deduce la formula para calcular el valor de , a partir de la ecuación (28). ( ) [ ] ( ) ( ) Aplicando logaritmo en ambos lados de la ecuación se obtiene: ( ( ) ) ( ) Por propiedades de los logaritmos, se obtiene: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Despejando , se obtiene: ( ) ( ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 14 ( ) ( ) Respuesta El Padre de familia dispondrá de $ cuando su hijo cumpla 18 años
  • 15. Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 15 Ejemplo 8. Cuántos pagos semestrales de $600.000 deberá realizar un padre de familia para pagar la universidad de su hijo que en futuro estima le costará $4´500.000; el banco reconoce por este tipo de ahorros una tasa de interés del 7% N-s Solución Parámetros Valor futuro: 4´500.000 Valor de los pagos: $600.000 Tasa de interés: 7% N-s Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: A= 600.000 0 1 2 3 n-2 n-1 n j = 7% N-s Vp=4´500.000 Cálculos Inicialmente se hallar la tasa de interés efectiva semestral aplicando la formula (15), considerando que la tasa de interés nominal que cobra el banco: Con esta tasa de interés efectiva, el valor futuro , y el valor de los pagos se puede determinar el valor de para lo cual se aplica directamente la formula (30), considerando la tasa efectiva de interés semestral: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Esta respuesta indica que deben hacerse 6,77 pagos semestrales. No obstante, desde el punto de vista practico el ahorrador (deudor) tiene dos opciones: a) Terminar de ahorrar (pagar) en el semestre 6, aumentando el último pago
  • 16. b) O terminar de ahorrar (pagar) en el semestre 7, disminuyendo el ultimo pago Respuesta Se deben realizar 6 o 7 pagos. 1.6 Número de pagos con base en el valor presente Si se conocen el , los pagos , y la tasa de interés , de la ecuación (23) se puede determinar el valor de ; es decir, el número de pagos. A continuación fórmula para calcular el valor de , a partir de la ecuación (23). se deduce la ( ) [ ] [ ( ) ] ( ) ( ) ( ) Aplicando logaritmo en ambos lados de la ecuación, se obtiene: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 16 Ejemplo 9. Cuántos pagos semestrales de $600.000 deberá realizar un padre de familia para pagar la universidad de su hijo que hoy día cuesta $4´500.000; el banco cobra tasa de interés del 3,5% ES Solución Parámetros Valor presente: 4´500.000 Valor de los pagos: $600.000 Tasa de interés: 3,5% ES
  • 17. 1.7 Tasa efectiva de interés a partir del valor presente Cuando se tienen los demás elementos de la anualidad, es decir: el valor presente o valor futuro , el valor y numero de pagos se puede determinar el valor de la tasa de interés a partir de la formula (23) o (28). No obstante por tratarse de ecuaciones con más de una raíz, no es posible hallar la solución analíticamente; por esta razón se debe utilizar un método de tanteo y error. ( ) [ ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 17 Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: A= 600.000 0 1 2 3 n-2 n-1 n i = 3,5% ES Vp=4´500.000 Cálculos El número de pagos se puede calcular directamente de la formula (31), considerando la tasa efectiva de interés semestral: ( ) ( ) ( ) ( ) Esta respuesta indica que deben hacerse 8,85 pagos semestrales. No obstante, desde el punto de vista practico el ahorrador (deudor) tiene dos opciones: a) Terminar de ahorrar (pagar) en el semestre 8, aumentando el último pago b) O terminar de ahorrar (pagar) en el semestre 9, disminuyendo el último pago Respuesta Se deben realizar 8 o 9 pagos.
  • 18. ( ) [ ] La forma de proceder en estos casos, es la siguiente: a) Se asigna un valor inicial a la tasa de interés y se calcula la ecuación. b) Si el valor es menor que la igualdad entonces se disminuye la tasa y se vuelve a calcular, en caso contrario se aumenta la tasa y se vuelve a calcular c) Cuando se logre determinar dos valores, uno mayor y otro menor, suficientemente aproximados a los valores de la igualdad, se procede a calcular la tasa de interés por interpolación. Con el siguiente ejemplo se ilustra el anterior procedimiento: [ ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 18 Ejemplo 10. Si una compañía de pensiones ofrece, por un pago inmediato de $90 millones, una renta de $5 millones durante 30 años. ¿Qué tasa de interés está reconociendo? Solución Parámetros Valor presente: 90´000.000 Valor de los pagos: $5´000.000 Numero de pagos: 30 anuales Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: A= 5´000.000 0 1 2 3 28 29 30 i = ¿? EA Vp=90´000.000 Cálculos Para determinar la tasa de interés se parte de la formula (23): ( )
  • 19. 98´002.206,75 3% 90´000.000 X 86´460.166,50 4% [ ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 19 De acuerdo al procedimiento descrito se le da valor inicial a la tasa (efectiva anual) y se calcula el valor del lado derecho, así para un valor de , se obtiene: Considerando que el valor de la derecha es mucho mayor al lado izquierdo, aumentamos el valor de y se vuelve a calcular. En este caso se calcula para , obteniendo: Considerando que el valor de la derecha es mayor al lado izquierdo, aumentamos el valor de y se vuelve a calcular. En este caso se calcula para , obteniendo: Considerando que en este caso el valor de la menor al lado derecho, se puede concluir que la tasa de interés está entre 3% y 4%. El valor exacto se calcula por interpolación como se indica a continuación: Aplicando una sencilla regla de tres: si para una diferencia entre 98´002.206,75 y 86´460.166,50, existe una diferencia del 1%; que diferencia en % habrá para diferencia entre 98´002.206,75 y 90´000.000, así se obtiene la fracción que sumada a 3% completa la tasa de interés. Sumando el resultado a 3%, se obtiene la tasa de interés buscada: 3,693% Este resultado se puede comprobar remplazando este valor en la ecuación (23) y verificando que se cumple la igualdad. ( ) Respuesta La compañía de pensiones reconoce una tasa efectiva anual de: 3,693%
  • 20. 2. Anualidades anticipadas En los negocios es frecuente que los pagos se efectúen al comienzo de cada periodo; es el caso de los arrendamientos, ventas a plazos, y contratos de seguros, este tipo de operaciones financieras reciben el nombre de anualidades anticipadas. Una anualidad anticipada es una sucesión de pagos o rentas que se efectúan o vencen al principio del periodo del pago. En la gráfica No 9 se comparan las anualidades vencidas y anticipadas GRAFICA NO 9 – COMPARACIÓN DE ANUALIDADES VENCIDAS Y ANTICIPADAS Anualidad Vencida 1 2 3 n-2 n-1 n . . . 0 1 2 3 n-1 n Anualidad Anticipada 2.1 Valor presente de las anualidades anticipadas Para la deducción del modelo matemático se considera una operación en la cual un préstamo se paga en cuotas iguales , a una tasa de interés efectiva por periodo , durante periodos, desde el periodo 0. La situación se muestra en la grafica No 10. GRAFICA NO 10 – VALOR PRESENTE DE UNA ANUALIDAD ANTICIPADA A 0 1 2 3 n-2 n-1 n i ೦ 풑 Si se analiza la operación se puede afirmar que el valor presente en este caso se puede determinar como la suma de y el valor presente de una anualidad durante n-1 periodos. Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 20
  • 21. ( ) ( ) [ ] ( ) ( ) [ ] ( ) [ ] [ ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 21 Ejemplo 11. El contrato de arriendo de una oficina fija pagos de $4´000.000 mensuales al principio de cada mes, durante de un año. Si se supone un interés del 2,5% efectivo anual; ¿Cuál será el pago único al inicio del contrato que cubre todo el arriendo? Solución Parámetros Valor de los pagos anticipados: $4´000.000 Numero de pagos: 12 mensuales Tasa de interés efectiva mensual: 2,5% Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: A= 4´000.000 0 1 2 3 10 11 12 i = 2,5% EM ೦೦ =¿? Cálculos Para determinar el valor presente de la anualidad anticipada se aplica directamente la formula (32): ( ) ( ) ( ) ( ) Respuesta El valor total del contrato al momento de su firma es:
  • 22. 2.2 Valor futuro de las anualidades anticipadas Para la deducción del modelo matemático se considera una operación en la cual un ahorro se paga en cuotas iguales , a una tasa de interés efectiva por periodo , durante periodos, desde el periodo 0. La situación se muestra en la grafica No 11. GRAFICA NO 11 – VALOR FUTURO DE UNA ANUALIDAD ANTICIPADA A -1 0 1 2 3 n-2 n-1 n i ೦ 풇 Si se analiza la operación se puede afirmar que el valor futuro de la anualidad anticipada es igual al valor futuro de la anualidad durante n periodos (desde -1 hasta n-1) trasladada 1 periodo, ha través de la formula (11), hasta el periodo n. ( ) [ ] ( ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 22 Ejemplo 12. Una empresa arrienda una bodega que tiene de sobra por $5´000.000 mensuales, los cuales se pagan de manera anticipada. Si cada que recibe el arriendo lo coloca en un fondo de inversiones que promete una tasa de interés del 2% EM. ¿Cuánto podrá retirar al cabo de un año? Solución Parámetros Valor de los pagos anticipados: $5´000.000 Numero de pagos: 12 mensuales Tasa de interés efectiva mensual: 2% Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación:
  • 23. [ ] ( ) ] ( [ ) 3. Anualidades diferidas Hasta el momento se ha considerado que el pago de las rentas se inicia inmediatamente después de que se plantea la operación; no obstante, existen transacciones donde los pagos o rentas se realizan después de haber pasado cierta cantidad de periodos, en estos casos la operación se denomina anualidad diferida. En la gráfica No 12 se ilustran este tipo de actividades. GRAFICA NO 12 –ANUALIDAD DIFERIDA A 0 1 2 3 n-3 n-2 n-1 n i 푽풑 Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 23 A= 5´000.000 0 1 2 3 10 11 12 i = 2% EM ೦೦ =¿? Cálculos Para determinar el valor futuro de la anualidad anticipada se aplica directamente la formula (33): ( ) ( ) Respuesta El valor ahorrado por el empresario al cabo de un año es:
  • 24. 3.1 Valor presente de las anualidades diferidas En este caso se halla el valor presente de la anualidad en un periodo antes de iniciarse los pagos, utilizando para ello la formula utilizando para ello la formula (12) (23), el valor hallado se traslada al periodo 0 [ ] [ ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 24 Ejemplo 12. Una empresa acepta que un cliente le pague el valor de una compra realizada el día de hoy, en seis cuotas mensuales de $800.000 a partir del séptimo mes. Si la empresa aplica una tasa efectiva de interés del 2,5% EM, ¿Cuál será el valor de la venta? Solución Parámetros Valor de los pagos: $800.000 Numero de pagos: 6 mensuales, a partir del mes 7 Tasa de interés efectiva mensual: 2,5% Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: 800.000 0 1 2 3 7 8 9 10 11 12 i = 2,5% 푽풑 ¿ ? Cálculos Para determinar el valor presente inicialmente calculamos el valor presente de la anualidad en el periodo 6, utilizando para ello la ecuación (23): ( ) ( ) Este valor se traslada al periodo 0, para esto se utiliza la formula (12)
  • 25. ( ) ( ) Respuesta El valor de la venta realizada por la empresa es: 3.2 Valor futuro de las anualidades diferidas En este caso se halla el valor presente de la anualidad un periodo antes de iniciarse los pagos, utilizando para ello la formula utilizando para ello la formula (11) (23), el valor hallado se traslada al periodo n Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 25 Ejemplo 13. Si un padre inicia un ahorro mensual de $50.000, cuando su hijo cumple 1 año, ¿Cuál será el valor ahorrado, cuando este cumpla 18 años, si el banco donde hace el deposito le reconoce un interés anual del 0,6% EM? Solución Parámetros Valor de los pagos: $50.000 Numero de pagos: 204 mensuales, a partir del mes 12 Tasa de interés efectiva mensual: 0,6% Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: 50.000 0 1 11 12 211 212 213 214 215 216 i = 0,6% 푽풇 ¿ ? Cálculos Para determinar el valor futuro inicialmente calculamos el valor presente de la
  • 26. anualidad en el periodo 11, utilizando para ello la ecuación (23): ( ) [ ] [ ] ( ) Este valor se traslada al periodo 216, para esto se utiliza la formula (11) Respuesta El valor del ahorro cuando el hijo cumpla 18 años es : 4. Anualidades perpetuas ( ) ( ) Cuando el número de pagos de una anualidad es muy grande, o cuando no se conoce con exactitud la cantidad de pagos se dice que la anualidad es perpetua. Al deducirse los modelos matemáticos se debe tener en cuenta que solo existe el valor presente ya que por tratarse de una anualidad perpetua el valor futuro de este tipo de anualidades sería infinito. Partiendo del valor presente de la anualidad formula (23) se puede hallar el limite cuando n tiende a infinito, teniendo en cuenta la definición de anualidad perpetua. ( ) [ ] ( ) im A [ ] im →∞ →∞ ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 26 Ejemplo 14. El consejo municipal de Santa Fe de Antioquia resuelve crear un fondo para proveer a perpetuidad las reparaciones del puente colonial de esa población que se estima tendrá un costo anual de $91 millones de pesos, doce años después de una reparación general. ¿Cuánto se deberá colocar en el fondo al momento de terminar la reparación general, si
  • 27. ( ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 27 la tasa de interés de colocación del mercado es del 7% anual? Solución Parámetros Valor de los pagos: $91 millones Numero de pagos: infinitos, a partir del año 12 Tasa de interés efectiva anual: 7% Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: 91 millones 0 1 11 12 13 14 15 n-2 n-1 ∞ i = 7% EA 푽풑 ¿ ? Cálculos Lo que habrá que depositar en el fondo será igual al valor presente de la anualidad perpetua calculada en el año 11, para lo cual se utiliza la formula (34), y este valor trasladado al momento 0, que es donde se supone se termino la reparación general, para esto se utiliza la formula (12): Respuesta En el fondo se deben colocar:
  • 28. 5. Gradientes Son operaciones financieras en las cuales se pacta cubrir la obligación en una serie de pagos periódicos crecientes o decrecientes que cumplen con las siguientes condiciones: Los pagos cumplen con una ley de formación Los pagos se hacen a iguales intervalos de tiempo A todos los pagos (rentas) se les aplica la misma tasa de interés El número de pagos y periodos pactados es igual La ley de formación, la cual determina la serie de pagos, puede tener un sinnúmero de variantes; no obstante, en la vida cotidiana las más utilizadas son el gradiente aritmético y el geométrico; las cuales a su vez pueden generar cuotas crecientes o decrecientes. Como el lector ya lo habrá deducido, las anualidades son casos particulares de los gradientes donde el crecimiento es cero, lo que causa que los pagos sean todos iguales; entonces igual que el caso de la anualidad los modelos matemáticos que se deducen para el cálculo y análisis de los gradientes tienen en cuenta las anteriores condiciones por lo cual, es necesario que al momento de aplicarse las formulas a situaciones particulares, se asegure que se cumplan dichas condiciones 5.1 Gradiente aritmético Para el gradiente aritmético, la ley de formación indica que cada pago es igual al anterior, más una constante ; la cual puede ser positiva en cuyo caso las cuotas son crecientes, negativa lo cual genera cuotas decrecientes. En el caso de que la constante sea cero, los pagos son uniformes, es decir se tiene el caso de una anualidad. 5.1.1 Ley de formación Considerando que los pagos en cada periodo serán diferentes, entonces estos se identificaran con un subíndice que indica el consecutivo del pago. De acuerdo a la ley de formación, en este caso, cada pago será igual al anterior más una constante, así como se muestra a continuación: Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 28
  • 29. 푃 ( ) 5.1.2 Valor presente de un gradiente aritmético Para la deducción del modelo matemático se considera una operación en la cual un préstamo se paga en una serie de cuotas formada a través de un gradiente aritmético, a una tasa de interés efectiva por periodo , durante periodos. La situación se muestra en la grafica No 13. GRAFICA NO 13 – VALOR PRESENTE DE UN GRADIENTE ARITMÉTICO 푨೦ (풏 ೦)풌 푨೦ (풏 ೦)풌 푨೦ (풏 ೦)풌 푨೦ ೦೦ 푨೦ 풌 푨೦ 0 1 2 3 n-2 n-1 n i Vp Para calcular el valor presente se utiliza la formula (12), considerando cada valor de las cuotas y sumando todos los resultados en 0. ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 29
  • 30. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Rescribiendo la ecuación se obtiene el siguiente resultado: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) De la anterior expresión se puede concluir que la primera parte, las fracciones con numerador corresponde al valor presente de la anualidad y que las otras expresiones tienen como factor común K; de esta forma la ecuación se puede escribir como: ( ) ( ) [ ] [ ( ) ( ) ( ) ] ( ) Supongamos que el factor de es igual , es decir: ( ) [ ( ) ( ) ( ) ] Si multiplicamos la ecuación anterior por ( ), entonces se obtiene: ( ) ( )( ( ) [ )] ( ) ( ) Si se resta ( ) de , se obtiene: ( ) ( )( )] ( ) ( ) [ ( ) ( ) [ ( ) ( ) ( ) ] ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) [ ] ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 30
  • 31. ( ) [ ] ( ) ( ) Remplazando (b) en (a), se obtiene: ( ) ( ) ( ) ] ( ) [ ] [ [ ] [ ( ) ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 31 Ejemplo 15. Un padre de familia esta dispuesto a realizar el ahorro que se muestra en la grafica; de cuánto debería ser la inversión hoy para igualar dicho ahorro, sí el banco reconoce una tasa de interés del 5% semestral. ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 0 1 2 3 4 5 6 i =5% Vp = ¿? Solución Parámetros Valor del pago inicial: $800.000 Numero de pagos: 6 semestrales Tasa de interés efectiva anual: 5% ES El gradiente tiene un crecimiento de $200.000, es decir Cálculos Para hallar el equivalente del ahorro se debe calcular el valor presente del gradiente, para lo cual se utiliza la formula (35): ( ) ( )
  • 32. [ ] [ ( ) ] ( ) ( ) Respuesta El valor equivalente del ahorro al día de hoy es: 5.1.3 Valor futuro de un gradiente aritmético Para hallar el valor futuro ( ), basta remplazar el valor presente ( ) formula (37), en la formula (11). del gradiente, ( ) ( ) ( ) ( ) ] [ ] [ ( ) [ ( ) [ ] ] ( ) ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 32 Ejemplo 15. ¿Qué valor recibirá una persona que realiza el ahorro semestral que se indica en la gráfica? El banco donde se realiza el ahorro reconoce una tasa de interés del 6% semestral. ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 0 1 2 3 4 5 6 i Vf = ¿? Solución Parámetros Valor del pago inicial: $800.000 Numero de pagos: 6 semestrales
  • 33. [ ] [ ] [ ] [ ] 5.1.4 Valor presente de un gradiente aritmético infinito Cuando se habla de pagos de gradientes matemáticos infinitos, solo tiene sentido hablar del valor presente, como equivalente de dichos pagos. La principal aplicación de dicha serie es el cálculo del costo de capital. GRAFICA NO 14 – VALOR PRESENTE DE UN GRADIENTE ARITMÉTICO INFINITO 푨೦ 푨೦ 푨೦ 푨೦ 0 1 2 3 4 … ∞ i Vp = ¿? Modelo matemático Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 33 Tasa de interés efectiva anual: 6% ES El gradiente tiene un crecimiento de $500.000, es decir Cálculos Para hallar el valor final del ahorro se debe calcular el valor futuro del gradiente , para lo cual se utiliza la formula (38): ( ) ( ) ( ) ( ) Respuesta El valor final del ahorro es:
  • 34. Planeando la ecuación de valor de la serie se obtiene: ( ) ( ) im [ [ ] [ ]] ( ) →∞ ( ) ( ) im [ ] im →∞ [ ] im [ ] ( ) →∞ →∞ [ ] ( ) ೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 34 Ejemplo 16. ¿Qué valor deberá cancelar una persona un año antes de su retiro para recibir anualmente una pensión de 30 millones, la cual se incrementara 2 millones cada año? El fondo de pensiones reconoce una tasa de interés del 6,5% anual. ೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 0 1 2 3 4 … ∞ i = 6,5 % Vp = ¿? Solución Parámetros Valor del pago inicial: $30´000.000 TNausmae dreo indtee préasg oesf:e icntfivinai taonsu al: 6,5% EA El gradiente tiene un crecimiento de $2´000.000, es decir Cálculos Para hallar el valor inicial que debe colocar la persona se debe calcular el valor presente del gradiente infinito , para lo cual se utiliza la formula (37):
  • 35. ( ) 5.2 Gradiente geométrico Para el gradiente aritmético, la ley de formación indica que cada pago es igual al anterior, multiplicado por una constante (1+G); si G es positiva el gradiente será con cuotas crecientes, si G es negativo el gradiente será decreciente y si G es igual a 0, los pagos son uniformes, es decir se tiene el caso de una anualidad. 5.2.1 Ley de formación Considerando que los pagos en cada periodo serán diferentes, entonces estos se identificaran con un subíndice que indica el consecutivo del pago. De acuerdo a la ley de formación, en este caso, cada pago será igual al anterior multiplicado por una constante, así como se muestra a continuación: 푃 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 5.2.2 Valor presente de un gradiente geométrico Para la deducción del modelo matemático se considera una operación en la cual un préstamo se paga en una serie de cuotas formadas a través de un gradiente Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 35 Respuesta El futuro pensionado deberá cancelar :
  • 36. geométrico, a una tasa de interés efectiva por periodo , durante periodos. La situación se muestra en la grafica No 14. GRAFICA NO 14 – VALOR PRESENTE DE UN GRADIENTE GEOMÉTRICO 푨೦(೦ 푮)풏 ೦ 푨೦(೦ 푮)풏 ೦ 푨೦(೦ 푮)풏 ೦ 푨೦( ೦ 푮)೦ 푨೦(೦ 푮) 푨೦ 0 1 2 3 n-2 n-1 n i Vp Para calcular el valor presente se la ecuación de valor, para lo cual se utiliza la formula (12), considerando cada valor de las cuotas y sumando todos los resultados en 0. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Multiplicando la ecuación anterior por , se obtiene: ( ) ))( ( ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Restando ( ) de ( ), se obtiene: ))( ( ( ) ( ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 36
  • 37. ( ) [ ( ) ( ) ] ( ) [ ( ) ] ( ) [ ( ) ] ( ) ( ) [ ( ) ] ( ) ( ) [ ( ) ] ( ) Si el valor presente es indeterminado; no obstante, esta situación se puede aclarar usando la regla de L´ôpital y derivando la expresión con respecto a ; así como se muestra a continuación: ( ) im [ ] → ( ) ( ) ( ) im [ ] → ( ) ( ) ( ) im [ ] → ( ) ( ) ( ) De ( ) y ( ) se puede concluir que: ( ) ( ) [ ( ) ] ( ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 37 Ejemplo 17. ¿Cuál será el valor hoy de una pensión de un trabajador que le pagaran durante su época de jubilación 24 pagos anuales iniciando en 2´000.000 y con incrementos del 10% anual? Suponga que se reconoce una tasa de interés del 7% EA Solución Parámetros
  • 38. Valor del pago inicial: $2´000.000 TNausmae dreo indtee préasg oesf:e 2ct4i vaan uaanlueasl : 7% EA El gradiente tiene un crecimiento del 10% anual, es decir Representación grafica ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 0 1 2 3 … … 24 Cálculos Para hallar el valor inicial de la pensión que se deberá pagar se aplica la formula (38) cuando , considerando que se trata de un gradiente geométrico con un crecimiento del 10%. ( ) i = 7 % [ ( ) ] ( ) [ ( ) ( ) ) ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 38 ೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ Vp = ¿? ( Respuesta El valor presente de la pensión es : Ejemplo 18. ¿Cuál será el valor hoy de una pensión de un trabajador que le pagaran durante su época de jubilación 24 pagos anuales iniciando en 2´000.000 y con incrementos del 10% anual? Suponga que se reconoce una tasa de interés del 10% EA Solución Parámetros Valor del pago inicial: $2´000.000
  • 39. ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ( ) ( ) 5.2.3 Valor futuro de un gradiente geométrico Para hallar el valor futuro ( ), basta remplazar el valor presente formula (40), en la formula (11). ( ) del gradiente, ( ) ( ) ] ( ) ( ) [ ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 39 TNausmae dreo indtee préasg oesfe: c2t4iv aan aunauleasl: 10% EA El gradiente tiene un crecimiento del 10% anual, es decir Representación grafica ೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 0 1 2 3 … … 24 i = 7 % Vp = ¿? Cálculos Para hallar el valor inicial de la pensión que se deberá pagar se aplica la formula (38) cuando , considerando que se trata de un gradiente geométrico con un crecimiento del 10%. Respuesta El valor presente de la pensión es :
  • 40. ( ) [( ) ( ) ] De otro lado, ( ) ( ) ( ) De esta manera, ( ) [( ) ( ) ] ( ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 40 Ejemplo 19. ¿Cuál será el valor final de un ahorro que se realiza durante 36 semestres iniciando con un pago de 3´000.000 e incrementos del 4%? Suponga que se reconoce una tasa de interés del 3,5% ES Solución Parámetros Valor del pago inicial: $3´000.000 TNausmae dreo idnete préasg oesfe: c3t6iv sae smeemsetrsatlreasl: 3,5% ES El gradiente tiene un crecimiento del 4% anual, es decir Representación grafica
  • 41. ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ( ) [( ) ( ) ] [( ( ) ) ( ) ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 41 Ejemplo 20. ¿Cuál será el valor final de un ahorro que se realiza durante 36 semestres iniciando con un pago de 3´000.000 e incrementos del 4%? Suponga que se reconoce una tasa de interés del 4% ES Solución Parámetros Valor del pago inicial: $3´000.000 TNausmae dreo idnete préasg oesfe: c3t6iv sae mseemstersatlreasl: 4% ES El gradiente tiene un crecimiento del 4% anual, es decir Representación grafica ೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 0 1 2 3 … … 36 i = 3,5% Vf = ¿? Cálculos Para hallar el valor final del ahorro se aplica la formula (39) cuando , considerando que se trata de un gradiente geométrico con un crecimiento del 4%. Respuesta El valor del ahorro es:
  • 42. ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ( ) ( ) 5.2.4 Valor presente de un gradiente aritmético infinito Cuando se habla de pagos de gradientes geométricos infinitos, solo tiene sentido hablar del valor presente, como equivalente de dichos pagos. La situación se ilustra en la grafica No 16. Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 42 ೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 0 1 2 3 … … 36 i = 4% Vf = ¿? Cálculos Para hallar el valor final del ahorro se aplica la formula (39) cuando , considerando que se trata de un gradiente geométrico con un crecimiento del 4%. Respuesta El valor del ahorro es:
  • 43. GRAFICA NO 16 – VALOR PRESENTE DE UN GRADIENTE GEOMÉTRICO INFINITO 푨೦ 푨೦ 푨೦ 푨೦ 0 1 2 3 4 … ∞ i Vp = ¿? Modelo matemático De la ecuación ( ) para cuando , se obtiene: ( ) ( ) [ ( ) ] ( ) im [ ] →∞ ( ) ( ) ( ) ( ) im [( →∞ ) ] ( ) ( ) Si entonces la expresión ( ) es mayor que 1, y no tendrá límite cuando ( ) tiende a ∞. ( ) Si entonces la expresión ( ) es menor que 1, y por consiguiente el límite será ( ) igual , cuando tiende a ∞. ( ) [ ] ( ) ( ) De la ecuación ( ) para cuando , se obtiene: im ( ) →∞ ( ) En este caso, no hay límite Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 43
  • 44. De ( ) y ( ) entonces se puede escribir el valor presente de un gradiente geométrico infinito, como: ( ) ( ) ∞ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 44 Ejemplo 21. ¿Cuál será el valor de la prima de un seguro que pretende realizar pagos de forma indefinida, iniciando en 4´000.000 con incrementos mensuales del 1%? Suponga que se reconoce una tasa de interés del 1,5% EM Solución Parámetros Valor del pago inicial: $4´000.000 TNausmae dreo indtee préasg oesf:e icntfivinai tmose nsual: 1,5% EM El gradiente tiene un crecimiento del 1% mensual, es decir Representación grafica ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 0 1 2 3 … ∞ i = 1,5% Vp = ¿? Cálculos Para hallar el valor de la prima del seguro se debe calcular el valor presente de la serie infinita de la formula (42), considerando que ≤ , y teniendo en cuenta que se trata de un gradiente geométrico con un crecimiento del 1%.
  • 45. ( ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 45 Respuesta El valor del ahorro es:
  • 46. 6. Ejercicios resueltos [ ] [ ] ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 46 6.1 Un padre de familia cuando su hijo cumple 12 años hace un depósito de $X en una fiduciaria con el objeto de asegurar sus estudios universitarios, los cuales se iniciara al cumplir 20 años. Se estima que para esa época el valor de la matrícula anual de la universidad va ser de $3´000.000 y no sufrirá modificaciones durante los seis años que duraran sus estudios, ¿Cuál deberá ser el valor del depósito $X? Suponga que la fiducia le reconoce una tasa de interés del 30% anual. Solución Parámetros o Valor de los pagos: $3 millones o Numero de pagos: 6, a partir del año 12 o Tasa de interés efectiva anual: 7% Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: 3 millones 0 1 7 8 9 10 11 12 13 12 13 19 20 21 22 23 24 26 i = 30% EA 푽풑 ¿ ? Cálculos Para calcular el deposito se calcula el valor presente 7 de la anualidad, aplicando la formula (23) y el resultado se traslada al periodo 0, es decir cuando el hijo cumple 12 años, utilizando la formula (12) ( ) ( )
  • 47. ( )7 [ ] [ ] 47 01.03.10 01.10.10 01.08.11 Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 6.2 Una pequeña empresa solicita un préstamo el día 1 de marzo de 2010 y acuerda efectuar pagos mensuales de $1´200.000, desde el 1 de octubre de 2010, hasta el 1 de agosto de 2011. Si el banco aplica una tasa de interés del 3.5% efectivo mensual, ¿Cuál será el valor del préstamo? Solución Parámetros o Valor de los pagos: $1´200.000 o Numero de pagos: 11, a partir del 1 de octubre o Tasa de interés efectiva mensual: 3,5% Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: 1´200.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 i = 3,5% EM 푽풑 ¿ ? Cálculos Para calcular el préstamo se calcula el valor presente de la anualidad, aplicando la formula (23) y el resultado se traslada al periodo 0, es decir el 01 de marzo del 2010, utilizando la formula (12) ( ) ( ) Respuesta El deposito que deberá hacer el padre de familia es:
  • 48. ( ) ( ) 48 Respuesta El préstamo será de: 01.04.10 01.04.11 01.04.12 01.04.13 Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 6.3 Un inversionista que depositó el primero de abril de 2010, $10 millones, en un fondo que paga un interés del 6% N-s ¿Cuántos retiros semestrales de $800.000 podrá hacer, si el primer retiro lo hace el primero de abril de 2013? Solución Parámetros o Valor de los pagos: $800.000 o Tasa de interés: 6% N-s o Periodos semestrales Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: 800.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9… n … 푽풑 ೦೦ ೦೦೦ ೦೦೦ j = 6% N-s Cálculos Para calcular el número de retiros, inicialmente llevamos el deposito inicial hasta seis meses antes de iniciar lo retiros, es decir el 01 de abril del 2013; esto con el fin de configurar la anualidad, para esto se utiliza la formula (11) Tasa de interés efectiva se calcula a partir de la formula (15) Numero de periodos: 5 periodos (semestres)
  • 49. Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 49 6.4 Un trabajador deposita en un fondo de pensiones el día de hoy la suma de $1´000.000 y dentro de tres años $3´000.000; al final del año 5 comienza a hacer depósitos anuales de $5´000.000, durante 6 años, ¿Cuánto dinero podrá retirar anualmente en forma indefinida, comenzando al final del año 14? El fondo reconoce una tasa del 20% efectivo anual Solución Parámetros o Valor de los pagos: 5´000.0000 o Tasa de interés: 20% EA o Periodos anuales: 6 o Depósitos extras; año 1: 1´000.000, año 3: 3´000.000 Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: A = ¿? 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17… 푽೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ i = 20% EA 푽೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 푽푨 ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ ( ) ( ) A partir de la anualidad configurada se puede calcular el numero de retiros (pagos) utilizando la formula (31) ( ) ( ) ( ) ( ) Respuesta El inversionista podrá hacer: retiros semestrales de $800.000 y un veinteavo retiro por una fracción de los $800.000
  • 50. Cálculos Para determinar el valor que trabajador puede retirar anualmente en forma indefinida se debe configurar la anualidad perpetua con valor presente en el periodo 13. Este valor se calcula, por su parte, como el valor futuro de la anualidad con pagos de $5´000.000, traslada al periodo 13, más el valor futuro, en este mismo periodo, de los ahorros de $1´000.000 y 3´000.000. Para calcular los valores futuros se utilizan las formulas (11) y (28). ( ) ( ) ( ) [ ] ( ) ( ) [ ] ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 50 (P3a4r)a, ddeetsepremjainnadro eAl monto que puede retirar a perpetuidad, aplicamos la formula Respuesta El trabajador podrá realizar retiros anuales de 23´013.807,71 6.5 Una empresa estudia el arriendo de una casa lote para sus operaciones. Su agente inmobiliario le presenta dos ofertas: una casa para la cual se estima un costo de mantenimiento de $2.000.000 anuales y de $3.000.000 cada 4 años para reparaciones mayores; de otro lado se ofrece una casa que requerirá de una suma de $3.000.000 anuales para mantenimiento y de $2.500.000 cada tres años para reparaciones adicionales. Si la casa-lote se va usar por tiempo indefinido y suponiendo que el costo de capital de la empresa es del 35% efectivo anual. ¿Cuál de las dos alternativas le aconsejaría tomar a la empresa? Solución Parámetros
  • 51. Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 51 o Casa No 1 o Anualidad mantenimiento: 2´000.0000 anual; anualidad de reparaciones $3´000.000 cada 4 años o Casa No 2 o Anualidad mantenimiento: 3´000.0000 anual; anualidad de reparaciones $2´500.000 cada 3 años o Tasa de interés: 35% EA o Periodos anuales: perpetuo Representación gráfica En la siguientes gráficas se representan las dos alternativas: Casa No1 i = 35% EA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12… n 푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ Casa No2 i = 35% EA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12… 푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ Cálculos Para determinar la mejor alternativa; se compara el valor presente de ambas alternativas. El calculo del valor presente se realiza aplicando la formula (34) y considerando que ambos casos el valor presente es la suma de las dos anualidades en el periodo cero (0) Casa No1
  • 52. considerando que es igual a 1 y es considerando que es igual a 1 y es Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 52 Para la anualidad de cada cuatro años se debe determinar la tasa efectiva equivalente partiendo de la tasa efectiva anual, para ello se utiliza la formula (16), ( ) ( ) Considerando esta tasa de interés se puede ahora calcular el valor presente de la alternativa, como sigue: Casa No2 Para la anualidad de cada tres años se debe determinar la tasa efectiva equivalente partiendo de la tasa efectiva anual, para ello se utiliza la formula (16), ( ) ( ) Considerando esta tasa de interés se puede ahora calcular el valor presente de la alternativa, como sigue: Respuesta El valor presente de la segunda alternativa es mucho mayor que el de la primera por lo cual la mejor opción será la casa No1
  • 53. [ ( ) ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 53 6.6 Con una tasa de interés del 24% N-t, ¿Cuál debe ser el valor de los pagos semestrales vencidos que, hechos por 10 años, amortizarán una deuda de $120´000.000? Solución Parámetros o Valor presente o actual: $120´000.000 o Tasa de interés: 24% N-t o Periodos semestrales: 20 Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: i = 24% N-t 0 1 2 3 4 5 6 7 8… 16 17 18 19 20 푨 ¿ ? Cálculos Considerando que se trata de pagos semestrales es necesario determinar la tasa de interés efectivo semestral a partir de la tasa nominal trimestral dada. Para esto, inicialmente se halla la tasa efectiva trimestral a partir de la nominal, utilizando para ello la formula (15) A partir de esta tasa se halla la tasa efectiva semestral, utilizando para ello la formula (16), considerando que es igual a 4 y es ( ) ( ) Considerando esta tasa de interés se puede ahora calcular los pagos de la anualidad, utilizando para ello la formula (25), como sigue: [ ] ( )
  • 54. Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 54 6.7 Con una tasa de interés del 24% N-t, ¿Cuál debe ser el valor de los pagos semestrales anticipados que, hechos por 10 años, amortizarán una deuda de $120´000.000? Solución Parámetros o Valor presente o actual: $120´000.000 o Tasa de interés: 24% N-t o Periodos semestrales: 20 Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: i = 24% N-t 0 1 2 3 4 5 6 7 8… 16 17 18 19 20 푨 ¿ ? Cálculos Considerando que se trata de pagos semestrales es necesario determinar la tasa de interés efectivo semestral a partir de la tasa nominal trimestral dada. Para esto, inicialmente se halla la tasa efectiva trimestral a partir de la nominal, utilizando para ello la formula (15) A partir de esta tasa se halla la tasa efectiva semestral, utilizando para ello la formula (16), considerando que es igual a 4 y es ( ) ( ) Considerando esta tasa de interés se puede ahora calcular los pagos de la anualidad, despejando A de la formula (32), como sigue:
  • 55. [ ] ( ) ( ) ( ) ( ) [ ] [ ] Respuesta Las cuotas semestrales anticipadas para pagar la deuda son de i = 24% N-m Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 55 6.8 Un señor desea comprar una póliza de seguro que garantice a su esposa el pago de $4´000.000 mensuales durante 10 años y adicionalmente $5´000.000 al final de cada año durante este mismo período. Si el primer pago se efectúa al mes del fallecimiento del señor, hallar el valor de la póliza de seguro suponiendo que la compañía de seguros garantiza el 24% N-m Solución Parámetros o Tasa de interés: 24% N-m o Anualidad 1: $4´000.000 mensuales durante 120 meses o Anualidad 2: $5´000.000 anuales durante 10 años Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: 푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 0 1 2 3… 12 13… 24… 36… 48… 117 118 119 120 푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ Cálculos El valor de la póliza corresponde al valor presente de la suma de las dos anualidades. Para realizar el cálculo se requiere hallar la tasa efectiva de interés
  • 56. [ ] [ ] [ ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 56 anual y mensual equivalente a la tasa nominal dada. Tasa efectiva mensual Tasa efectiva anual A partir de esta tasa efectiva mensual se halla la tasa efectiva anual, utilizando para ello la formula (16), considerando que es igual a 12 y es ( ) ( ) Considerando estas tasas de interés se puede ahora calcular los valores presentes de las anualidades y sumarlos para obtener el valor de la póliza. Para esto se utiliza la formula (23), como sigue: ( ) Anualidad mensual ( ) Anualidad anual ( ) Valor de la póliza: Respuesta El valor de la póliza es:
  • 57. Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 57 6.9 Una pequeña empresa acuerda con su banco un préstamo el cual se pagara en 12 cuotas mensuales. Si el primer pago es de $6´000.000 y los pagos sucesivos disminuyen cada uno en $800.000 a) ¿Cuál será el valor del último pago? b) ¿Cuál será el valor final de los pagos, suponiendo una tasa del 36% N-m? Solución Parámetros o Tasa de interés: 36% N-m o Pagos mensuales decrecientes, con y Representación gráfica En la siguiente gráfica se representa la operación: 푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ i = 36% N-m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 푨೦ ೦ ೦೦೦ ೦೦೦ 풚푲 ೦೦೦ ೦೦೦ Cálculos Para calcular el pago en el periodo 12, se utiliza la ley de formación del gradiente matemático considerando y . ( ) ( ) Para realizar el cálculo del valor final se requiere hallar inicialmente la tasa efectiva de interés mensual equivalente a la tasa nominal dada. Tasa efectiva mensual Considerando la tasa de efectiva mensual se puede ahora calcular el valor final de
  • 58. los pagos. Para esto se utiliza la formula (36), como sigue: ( ) ( ) [ ] [ ] ( ) ( ) [ ] [ ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 58 Respuesta El valor de la póliza es: 6.10 Hallar el valor de $X en el flujo de caja que se muestra en la gráfica, considerando una tasa de interés efectiva del periodo del 30% 220.000 200.000 180.000 160.000 140.000 120.000 80.000 100.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X Solución Parámetros o Tasa de interés: 30% E o Pagos mensuales crecientes, con y Cálculos El Valor de X será equivalente al valor de la serie gradiente aritmética que inicia en el periodo 2, valorada en el periodo 5, más el valor futuro en el periodo 5 de los valores de los periodos 1 y 2. Lo primero es hallar el valor presente de la serie gradiente en el periodo 2, una vez hallado, este se lleva al periodo 5. Para calcular el valor presente del gradiente
  • 59. se utiliza la formula (35), considerando que [ ] [ ( ) ] ( ) ( ) [ ] [ ( ) ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 59 ( ) ( ) Para hallar el valor futuro del valor anterior en el periodo 5, aplicamos la formula (11), considerando 3 periodos y la tasa de interés efectiva del periodo ( ) ( ) ( ) Para hallar el valor futuro de los valores de los periodos 1 y 2 se aplica igualmente la formula (11) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) El valor de X, será igual a la suma de ( ), ( ) y ( ) Respuesta El valor de X es: 6.11 Hallar el primer pago de un gradiente aritmético creciente en $300.000, que tenga 50 pagos y que sea equivalente a 50 pagos que crecen un 20%, con primer pago de $1´000.000, suponga una tasa del 20%
  • 60. Solución Parámetros o Tasa de interés: 20% E o Serie gradiente aritmética, con ¿ ? y , y o Serie gradiente geométrica, con y y Cálculos Pdeabrae hhaalllalarr epl rpimrimereor epla vgaol odre plrae sseernitee a drietm laé tsiceari ec ogne o m é t r i c a c o n y p a g o ys ; usne . Para esto se aplica la formula (38), considerando que ( ) Considerando que el gradiente aritmético es equivalente, entonces el valor presente debe ser igual al del ( gradiente ) geométrico; con esto y sabiendo el numero de pagos, interés y valor del incremento, utilizando la formula (35), se puede despejar el valor de ( ) ( ) [ ] [ ( ) ] [ ( ) ] ( ) ( ) ] [ Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 60 Respuesta El valor de la primera cuota del gradiente aritmético es: 6.12 Con interés efectivo del 14% hallar el valor final de la siguiente serie. Periodo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Valor 300 500 700 900 1.100 1.300 1.000 700 400 100 -200 -500
  • 61. [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 61 Solución En la tabla se identifican a) La primera es una se drioes a sreitrmieést ica creciente que se inicia en el periodo 0 y termina en el periodo 6, con y b) La segunda es una serie aritmética decreciente que se inicia en el periodo 6 y termina en el periodo 12, con y o Tasa de interés: 14% E Cálculos El Valor final será igual a la suma de las dos series creciente y decreciente valoradas en el periodo 12. Para calcular el valor final se utiliza la formula (36) y la formula (11) ( ) ( ) ( ) Primera serie El valor final de esta serie en el periodo 6, es: ( ) ( ) Considerando que se requiere el valor equivalente en el periodo 12, se halla el valor futuro del anterior valor en 12 utilizando la formula (11) ( ) ( ) Segunda serie El valor final de esta serie en el periodo 12, es: ( ) ( ) El valor de la serie será igual , es decir:
  • 62. Respuesta El valor final de la serie será: Periodo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ ] [ ] ( ) ( ) [ ( ) ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 62 6.13 Con interés efectivo del 6% hallar el valor presente de la siguiente serie. Solución En la tabla se identifica lo siguiente: a) Una anualidad con pagos , iniciando en el periodo y terminando en b) Una serie gradiente geométrica creciente que se inicia en el periodo y termina en el periodo , con y c) Un pago de 9,4 en el periodo 9 o Tasa de interés: 6% E Cálculos El valor presente de la serie será igual a la suma del valor presente de la anualidad, más el valor de la serie geométrica valorada en 0, más el valor presente del pago realizado en el periodo 9. Anualidad Para calcular el valor presente en 0 de la anualidad se utiliza la formula (23), considerando , y la tasa de interés efectiva del periodo ( ) ( ) Gradiente geométrico Para valorar el gradiente en el periodo 0, inicialmente se calcula el valor presente en 4 el gradiente utilizando la formula (38), considerando que , seguidamente para este valor se calcula el equivalente en 0, utilizando la formula () ( ) Valor 60 60 60 60 72 86,4 103,68 124,42 149,3 + 9,4 179,16 215
  • 63. ( ) [ ( ) ) ] Para hallar el valor en el periodo 0, se utiliza la formula (12), considerando 4 periodos ( ) ( Pago periodo 9 ( ) ( ) El valor presente del pago del periodo 9, se calcula utilizando la formula (12) ( ) ( ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 63 El valor de la serie será igual a la suma de Respuesta El valor inicial de la serie será: 6.14 Hallar el valor presente de una serie infinita de pagos, si el primero corresponde a $1´000.000, son crecientes en un 10% y la tasa efectiva es del 8%. Solución Parámetros o Serie gradiente creciente con y o Numero de pagos: infinitos o Tasa de interés: 8% E Cálculos Recordemos que en la formula (40) si el , entonces el valor presente del gradiente es infinito, considerando que este es el caso, entonces: ∞
  • 64. ( ) ∞ Respuesta El valor inicial de la serie será: ∞ 6.15 ¿Cuál será el valor inicial equivalente de una serie infinita de pagos mensuales que crecen cada mes en $300.000, cuyo primer pago es de $2´000.000 y para el cual se reconoce una tasa del 2.5% efectivo mensual? Solución Parámetros o Serie gradiente aritmética creciente con y o Numero de pagos: infinitos o Tasa de interés: 2,5% EM Cálculos El valor equivalente inicial de una serie aritmética infinita se calcula utilizando la formula (37), considerando el primer pago, el gradiente y la tasa de interés. ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 64 Respuesta El valor inicial de la serie es: 6.16 Para el mantenimiento y preservación de la carretera de acceso a una vereda los vecinos de la región quieren establecer un fondo. Se estima que los trabajos para el próximo año tendrán un costo de 10 millones de pesos; y que este se incrementará todos los años en un 18%. Hallar el valor del fondo, suponiendo que la fiducia reconoce un interés del 28% efectivo anual Solución
  • 65. o Serie gradiente geométrica creciente con y o Numero de pagos: infinitos o Tasa de interés: 28% EA Cálculos El valor del fondo será el valor inicial de la serie geométrica infinita de los pagos estimados para el mantenimiento y preservación, de esta forma el valor se calcula utilizando la formula (40), considerando que la tasa de interés es mayor que el gradiente. ( ) ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 65 Parámetros Respuesta Los vecinos deben establecer un fondo con un valor inicial de : 6.17 Una entidad financiera presta a un cliente $30 millones, con un interés del 34.8% N-m. El deudor tiene un plazo de 15 años para amortizar la deuda, mediante pagos mensuales. Suponiendo que la primera cuota es de $100.000 y vence al final del primer mes, ¿cuál debe ser el porcentaje de reajuste mensual de la cuota, para cancelar la deuda? Solución Parámetros o Valor inicial o Valor de la primera cuota: o Numero de pagos: 180, mensuales o Tasa de interés: 34.8% N-m Cálculos Para calcular el gradiente de la serie geométrica creciente, inicialmente se debe calcular la tasa de interés efectiva mensual, utilizando la formula (15); seguidamente se despejara de la formula (38), previendo que .
  • 66. ( ) [ ] Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 66 ( ) ( ) Considerando que se trata de una ecuación de orden con varias raíces de orden superior, la solución debe hacerse por tanteo y error. Después de hacer algunos tanteos se llega a un valor de 3,48% Respuesta La cuota debe tener un incremento mensual de: 6.18 A un pequeño empresario le ofrecen en comodato un restaurante durante un año, se le garantiza al menos la venta mensual de 6.000 almuerzos durante todo año; los cuales le serán pagados a razón de $5.000 cada uno, al final del año sin intereses. El empresario calcula que el costo de los insumos de cada almuerzo será de $2.000 los cuales deberán ser pagados al principio de cada mes. El valor de los insumos se estima tiene un incremento del 5% mensual. El costo mensual de mano de obra, la cual se considera permanecerá estable es de $2´500.000; además estima que requerirá hacer una inversión inicial de $10 millones para la adecuación del restaurante. Suponiendo un interés mensual del 3%. Calcular cuál será el valor de su ganancia en pesos de hoy Solución Parámetros o Valor total de los almuerzos: 푃 o Costo de los insumos: con mensuales de (serie geométrica creciente con pagos iannctriecmipaednotoss) o Costo de la mano de obra: (anualidad con pagos vencidos) o Inversión inicial o Tasa de interés: 3% EM Cálculos El valor de la ganancia será igual a los ingresos menos los egresos; valorados en el periodo 0 (en pesos de hoy). Periodo 0 (en pesos de hoy) Para hallar la ganancia se calcula los ingresos, costo de insumos y mano de obra en 0; no es necesario calcular el equivalente de la inversión, teniendo en cuenta que este pago se realiza en este mismo periodo.
  • 67. ( ) ( ) ( ) ( ) [ ( ) ] ( ) [ ] [ ] ( ) Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 67 Valor presente de los ingresos, se calculan utilizando la formula (12) Valor presente de los insumos, considerando que se trata de un gradiente geométrico se utiliza la formula (38) teniendo en cuenta que el primer pago es: ( ) lo anterior considerando que se trata de pagos anticipados. A esta serie se le debe sumar el pago se hace en el periodo 0. ( ) Valor presente de la mano de obra, considerando que se trata de una anualidad se utiliza la formula (23), teniendo en cuenta que , e ( ) ( ) La ganancia como se indico es igual a los ingresos ( ) insumos ( ), menos el valor de la mano de obra ( ) y mmeennooss eel l vavalolor r ddee lolas inversión de Respuesta La utilidad a valores actuales que obtendrá el empresario es:
  • 68. 7. Ejercicios propuestos Cuando su hijo cumple 10 años, un padre hace un depósito de $X en una fiduciaria a nombre de su hijo con el objeto de asegurar los estudios universitarios, los cuales iniciará cuando cumpla 18 años. Si la Fiducia reconoce una tasa de interés del 20% N-t y estimando que para esa época el valor de la matrícula anual en la universidad será de $2´500.000 y que permanecerá constante durante los seis años que duran los estudios; ¿Cuál deberá ser el valor del depósito? Una persona quiere solicitar un préstamo bancario el día 1 de marzo del 2008; su capacidad económica solo le permite realizar pagos mensuales de $240.000, a partir del 1 de octubre del mismo año y hasta el 31 de diciembre del 2010. Si la entidad bancaria aplica una tasa de interés del 1,8% EM; ¿De qué valor deberá ser el préstamo? Una persona próxima a pensionarse deposita en un fondo de inversión el 1 de mayo del 2000, la suma de $10´000.000. Si el fondo reconoce en promedio un interés del 36% N-s; ¿Cuántos retiros mensuales de $800.000 podrá hacer, a partir de la fecha de jubilación que se estima será el 1 de abril del 2006? Un inversionista deposita hoy $1 millones, $3 millones en 2 años; al final del año 4 comienza a hacer depósitos semestrales de $800.000, durante 6 años; Si el fondo de inversiones le reconoce una tasa de interés del 12%EA; ¿Cuánto dinero podrá retirar mensualmente, en forma indefinida, comenzando al final del año 10? Una empresa tiene dos alternativas para una instalación de producción: la primera de ellas requiere la suma de $2.500.000 mensuales como costo de mantenimiento y de $10´000.000 cada 4 años para reparaciones adicionales; de otro lado, la segunda alternativa requerirá de una suma de $3.000.000 mensuales para mantenimiento y de $12´500.000 cada tres años para reparaciones adicionales. Considerando que la instalación se usara por tiempo indefinido y que el costo de capital de la empresa es del 35% EA; ¿Cuál de las dos alternativas es más conveniente? Si un banco aplica una tasa de interés del 24% N-t; ¿Cuál deberá ser el valor de los pagos semestrales vencidos, hechos durante un periodo de 10 años, para amortizar una deuda de $45´000.000? Una entidad financiera presta a un cliente $300 millones, con un interés del 34.8% N. El deudor tiene un plazo de 20 años para amortizar la deuda, mediante pagos semestrales. Suponiendo que la primera cuota es de $2´000.000 y vence al final del primer semestre, ¿Cuál será el porcentaje de reajuste mensual de la cuota, para cancelar la deuda? A un pequeño empresario le ofrecen en comodato un restaurante durante dos años, se le garantiza al menos la venta mensual de 10.000 platos durante todo año; los cuales le serán pagados a razón de $6.000 cada uno, al final del año sin 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 68
  • 69. intereses. El empresario calcula que el costo de los insumos de cada almuerzo será de $2.000 los cuales deberán ser pagados al principio de cada mes. El valor de los insumos se estima tiene un incremento del 4% mensual. El costo mensual de mano de obra, la cual se considera permanecerá estable es de $3´500.000; además estima que requerirá hacer una inversión inicial de $50 millones para la adecuación del restaurante. Suponiendo un interés mensual del 3%. Calcular el valor de la ganancia en pesos al final del comodato. Si un banco aplica una tasa de interés del 24% N-t; ¿Cuál deberá ser el valor de los pagos semestrales anticipados, hechos durante un periodo de 10 años, para amortizar una deuda de $45´000.000? Un señor desea contratar una póliza de seguro que garantice a sus hijos el pago de $2´500.000 mensuales durante quince años y adicionalmente $5´000.000 al final de cada año durante ese periodo. Si el primer pago se realiza un mes después de la muerte del señor; ¿Cuál será el valor póliza? La compañía de seguros aplica una tasa de interés del 24% N-m Una empresa metalmecánica tiene cuatro opciones para la compra de una maquinaria: el modelo A cuesta $300 millones; el modelo B, $500 millones, el C $700 millones y el modelo D, $900 millones. Si la persona puede hacer 42 pagos mensuales de máximo $30 millones comenzando al final del mes 6. ¿Cuál será el modelo más costoso que podrá comprar? Suponga una tasa del 24% N-m Un filántropo ha creado una institución de caridad y desea asegurar su funcionamiento a perpetuidad. Se estima que esta institución necesita para su funcionamiento $10´000.000, al final de cada mes, durante el primer año; $12´000.000, al final de cada mes, durante el segundo año y $13´000.000, al final de cada mes, en forma indefinida. Suponiendo que la fiducia que administrara el dinero reconoce una tasa de interés del 30% N-m; ¿Cuál será el valor del depósito que deberá hacer el filántropo al inicio en la fiducia? Un grupo de benefactores decide dotar un hospital de los equipos de laboratorio que requiere para operar. Se estima que el costo de los equipos el 1 de julio del 2011 es de $45´500.000 y que el costo de operación trimestral indefinidamente es de $3´000.000 a partir del primero del 1 de agosto, fecha en la cual entrará en funcionamiento. ¿Cuál debe ser el valor de la donación que se haga el 1 de enero del 2010 si el dinero es invertido inmediatamente en una fiduciaria que garantiza el 24% N-t? Si se desea cancelar una deuda de $9´500.000 en pagos mensuales iguales durante tres años, el primero al final de mes, y además se efectuaran abonos anuales extraordinarios de dos y media veces la cuota mensual, comenzando al final del primer año; ¿De cuánto serán las cuotas mensuales y las extraordinarias? Suponga una tasa de interés del 36% N-b Si una fiducia reconoce una tasa del 20% EA; ¿Qué es más conveniente para una institución de caridad recibir una renta perpetua de $4´800.000 cada 5 años 7.9 7.10 7.11 7.12 7.13 7.14 7.15 Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 69
  • 70. recibiendo el primer pago al final del cuarto año o recibir $2´000.000 anuales de renta perpetua comenzando al final del primer año? Se quiere financiar la compra de un carro que tiene un costo de $47´000.000 mediante el pago de 60 cuotas mensuales vencidas; y cuotas anuales vencidas extraordinarias del 5% del valor total durante el periodo de vigencia del préstamo. Si la entidad financiera aplica una tasa de interés del 1,8 EM; ¿Cuál será el valor de las cuotas mensuales? Una máquina llegará al final de su vida útil dentro de 2 años; para esa época se estima que una nueva costará $90´000.000; además que la máquina vieja podrá ser vendida en $20´000.000; ¿Qué ahorro trimestral debe hacer un empresario en una cuenta que paga el 30% N-m con el objeto de hacer la compra en el momento oportuno; si tiene previsto hacer el primer deposito al final del sexto mes? Para cancelar una deuda un banco exige 12 pagos mensuales vencidos. Si el banco aplica una tasa de interés del 36% N-m y el primer pago es de $6´000.000, disminuyendo $800.000 por mes ¿Cuál será el valor del último pago? Al final; ¿Qué valor total se habrá pagado? Si un Banco aplica una tasa de interés del 4% ES a un préstamo que se paga en 15 cuotas mensuales que decrecen linealmente en $40.000 y el primer pago es de $500.000; ¿Cuál será el valor del préstamo? Para el siguiente flujo de caja, calcule el valor de X, si se aplica una tasa de interés del 25% N-b. Los periodos son meses. 7.16 7.17 7.18 a. b. 7.19 7.20 7.21 Una persona quiere comprar un automóvil, que actualmente cuesta $40 millones; para tal fin, decide establecer un fondo mediante depósitos mensuales crecientes en un 10%. Si el primer depósito es de $500.000, el cual se hace al final del primer mes; ¿Cuánto tiempo le llevará reunir el dinero necesario para la compra, si el automóvil sube de precio cada mes un 1%? Suponga que los rendimientos pagados a los depósitos son el del 4% EM ¿Cuántos pagos mensuales deben hacerse para cancelar una deuda de $20 millones, con intereses del 33% N-m? Suponga que la primera cuota es de $500.000 y que la cuota crece $50.000 mensualmente Un benefactor quiere donar un monto de dinero que en un futuro sirva para operar el centro de urgencias de un Hospital. Si los costos de operación son inicialmente de $20´000.000 y se incrementan 3% cada mes; ¿Cuánto deberá depositar el benefactor, si la fiducia reconoce una tasa de interés del 8% EA? Para mantener en buen estado la escuela de un pueblo, loa habitantes desean establecer una fiducia, para proveer recursos para las reparaciones futuras. Si se 7.22 7.23 7.24 Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 70 Periodo 1 2 3 4 5 6 7 8 Valor 2.000 2.500 3.125 3.906,25 4.882,81 0 X -50.000
  • 71. estima una inversión inicial de $25´000.000 y que el costo de mantenimiento para el próximo año es de 10 millones; igualmente, se estima que este costo se incrementará todos los años en un 15%. Considerando que la fiducia reconocerá una tasa de interés del 22% EA; ¿Cuánto será el valor inicial que se deberá depositar en la fiducia? ¿Qué suma de dinero debe ahorrar un padre de familia mensualmente en una entidad que reconoce interés racional y paga una tasa de interés simple del 21% anual, para dentro de seis meses pagar la matrícula de su hijo en la Universidad que tiene un costo de $3´000.000? 7.25 Unidad de Aprendizaje: Anualidades y gradientes 71