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Técnicas matemáticas para análise de funções da economia




  Técnicas matemáticas para Análise de funções da economia
                                         (Prof. Rogério Orlandeli)


A viabilidade econômica de qualquer empreendimento deve passar
anteriormente por uma análise de investimentos e pela determinação da
capacidade produtiva ideal na busca de maximizar os lucros, dentre outros
objetivos. A determinação de tais níveis de produção não depende somente
de viabilidade técnica, já que estamos inseridos num mercado de livre
concorrência e fatores externos, como:
   • Sazonalidade dos produtos;
   • Períodos de safras e entressafras;
   • Qualidade e custos dos concorrentes;
   • Ciclo de vida dos produtos.
Esses elementos externos indicam a necessidade de análise de ofertas e
demandas do mercado, juntamente com fatores internos de produção na
busca pelo melhor aproveitamento das condições vigorantes, visando a
sobrevivência da empresa no mercado. Este texto abordará a necessidade de
identificar a quantidade de produtos, a serem produzidos, com relação a sua
respectiva demanda em função do seu preço de venda, dentre outros fatores.




DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DE PRODUÇÃO IDEAL (maior lucro)

Métodos de Gestão – Matemática Aplicada
Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
Técnicas matemáticas para análise de funções da economia



A capacidade produtiva ideal pode ser determinada pela maximização do lucro, que
podem ocorrer em duas situações diferentes, as chamadas demanda inelástica e elástica,
onde na inelástica o preço é constante e não varia em função da oferta e procura, já o
preço na demanda elástica possui variações. Saber que tipo de demanda possui cada
produto é essencial para a maximização do lucro em função da produtividade.


Demanda inelástica: o maior lucro corresponde ao total aproveitamento da capacidade
instalada, ou seja, produzir em capacidade total. Existe, porém, algumas limitações pela
lei de rendimentos decrescente que prega que além de um determinado nível de produção
os custos de produção podem aumentar inviabilizando a alta produção.


CAPACIDADE IDEAL COM PREÇOS FIXOS (Demanda inelástica)


Caso os preços e custos praticados sejam fixos a formação das funções matemáticas da
economia se torna fáceis, pois independem de fatores externo e, são dadas por:


Função Custos C(X)
C(X) = Cf +Cv(X);
   Onde: Cf - Custo fixo ou custo independente da produção;
             Cv- custo variável ou custo unitário por produto;
   Nota: Cv(X) dependa da quantidade produzida.


Exemplo: Uma empresa possui um custo fixo de R$12,00 por dia e um custo unitário por
produto de R$3,00, sendo que a capacidade produtiva máxima é de 100 unidades diárias.


(Obs:- lembre-se que o custo total é formado pela soma do custo fixo e do custo
variável.)
                                                       Produção X Custo

                                             350                               C(X) = 12 + 3X
                                             300
C(X) = Cf +Cv(X)                             250
                                             200
                                     Custo




                                             150
Métodos de Gestão – Matemática Aplicada
                                      100
                                       50
Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
                                              0
                                                   0     50              100           150
                                                              Produção
Técnicas matemáticas para análise de funções da economia


C(X) = 12 + 3X

          X        C(X) = 12 + 3X
           0              12
          10              42
          20              72
          50             162
         100             312




Ou seja, dada uma quantidade produzida pode-se obter seu custo relacionado.


Função receita R(X)
R(X) = P(X)*X;
   Onde: P(X) – Preço de venda unitário
               X - A respectiva quantidade vendida.
Supondo, no exemplo anterior, P(X)= $ 10,00 e, uma quantidade vendida X=100 tem-se:
R(X) = 10*X;                                               Receita
                                       1200
R(100) = 10*100 = 1000;
                                                                                      R(X)= 10*X

                                       1000
                                            800
Vendas           R(X)= 10*X
                                  Receita




                                            600

     0                0                     400

    10               100                    200

                                             0
    50               500                          0   20   40        60    80   100       120
                                                                Produção
    100             1000

Ou seja, dada uma quantidade vendida pode-se obter a arrecadação correspondente.


Função Lucro L(X)
L(X) = R(X) - C(X).
L(X) = 10X – (12 + 3X)
L(X) = 10X – 12 - 3X
L(X) = 7X        – 12



Métodos de Gestão – Matemática Aplicada
Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
Técnicas matemáticas para análise de funções da economia


Supondo a função do exemplo anterior, para uma produção e venda de 100 unidades de
produtos, tem-se:


L(100) = R(100) - C(100)
                                                       800                             Lucro
                                                                                                           L(X) = 7X – 12
L(100) = 1000 – 312 = 688                              700
                                                       600

Produção         L(X) = 7X – 12                        500




                                               Lucro
                                                       400
     0                   -12                           300
    10                    58                           200

    50                   338                           100
                                                          0
   100                   688                           -100 0                 50                     100                    150
                                                                                       Produção


Ou seja, dada uma quantidade produzida e vendida pode-se obter o lucro correspondente.
Análise gráfica das funções em conjunto.


             X             Cf = 12        C(X) = 12 + 3X                           R(X)= 10X                     L(X)= 7X – 12
              0              12                 12                                      0                               -12
             10              12                 42                                     100                              58
             20              12                 72                                     200                             128
             50              12                162                                     500                             338
            100              12                312                                    1000                             688




                                     Cf = 12
 1200                                                                                               Custo X Receita x Lucro            C(X) = 12 + 3X
                                     C(X) = 12 + 3X
                                                                                                                                       R(X)= 10X
                                     R(X)= 10X                              1200
 1000                                                                                                                                  L(X)= R(X) - C(X)
                                                                            1000
  800
                                                                            800

  600                                                                       600
                                                                $ valores




                                                                            400
  400
                                                                            200

  200                                                                         0
                                                                                   0           20          40          60         80   100      120
                                                                            -200
   0
                                                                                                       Quantidade de produtos
        0   20      40     60   80     100              120




A idéia de maior produção com maior lucro, no entanto, é limitada por diversas razoes
como comentado no exemplo abaixo.


Métodos de Gestão – Matemática Aplicada
Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
Técnicas matemáticas para análise de funções da economia




Exemplo: observado na industria têxtil.
A implementação de um terceiro turno se torna inviável em função do custo, em virtude
de algumas causas:
    •   Leis trabalhistas (impedindo trabalhos de menores);
    •   Mão de obra noturna, além de mais cara, é menos produtiva com menor
        qualidade;
    •   Funcionamento dos departamentos auxiliares é precário.


Exemplo: Análise de um conjunto de funções custo/receita/lucro na determinação da produção
ideal para maximizar o lucro de um produto com demanda inelástica.
Aqui temos uma empresa averiguando seus custos e lucros entre os turnos de produção, buscando
adicionar um Turno Extra. Onde se consegue uma produção de 60 unidades em dois turnos a um
custo variável de $ 0.70 por unidade e um custo fixo de $ 10,00 para qualquer quantidade
produzida; Um terceiro turno apresenta um custo unitário variável de $ 0.9 e uma produção de 27
unidades do produto, com um custo fixo de $14,00.
Se tivermos um preço de venda de $ 1,1 por unidade, é viável implementarmos o terceiro turno?
A resposta é encontrada na análise de custos e rendimentos da tabela abaixo, mais o gráfico
seguinte.
 Prod(X)    Cf= 10 Cv(X)=0.7*X C(X)= 10 + 0.7X R(X)= 1.1 * X L(X)=R - C         Cm(X)= C(X)/X.
            0    10             0           10                0     -10
        10       10             7           17               11       -6                   1,7
        20       10           14            24               22       -2Turno 1            1,2
        30       10           21            31               33        2             1,033333
        40       10           28            38               44        6                  0,95
        50       10           35            45               55      10Turno 2             0,9
        60       10           42            52               66      14              0,866667
          9      14         50,1         64,1              75,9   11,8               7,122222
        18       14         58,2         72,2              85,8   13,6Turno 3        4,011111
        27       14         66,3         80,3              95,7   15,4               2,974074
nAnálise Conjunta dos custos e rendimentos do turno 3
                     Cv(X)=42+0.9*X C(X)= 14 + 0.9X R(X)= 66+1.1 * X




Métodos de Gestão – Matemática Aplicada
Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
Técnicas matemáticas para análise de funções da economia




 Análise Independente dos custos e rendimentos do turno 3
        9                     14             8,1           22,1                9,9       -12,2    2,455556
       18                     14            16,2           30,2               19,8       -10,4    1,677778
       27                     14            24,3           38,3               29,7        -8,6    1,418519




O gráfico mostra o comportamento de cada função econômica




           Custos e rendimentos de produção                                    Cf= 10
                                                                               C(X)= 10 + 0.7X
                                                                               R(X)= 1.1 * X
                        $120,00
                                                                               L(X)=R - C
                        $100,00                                           Receita

                         $80,00
        Custos totais




                                                                                 Custo
                         $60,00
                         $40,00
                         $20,00                                   Lucro
                                                                                     Cf
                          $0,00
                                   1    2      3      4     5      6      7      8        9
                        -$20,00
                                       Quantidades produzidas (em 10 unidades) entre os turnos.




Analisando o gráfico, tem-se:
Existe um decréscimo na lucratividade em função do aumento de custos variáveis e fixos,
provocado pela operação de terceiro turno na fábrica. Logo a implementação de um terceiro turno
não representaria vantagem monetária para a empresa, já que existiu um aumento de apenas 1,4
unidades monetárias no lucro..


Determinação das faixas de lucro e custo

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Técnicas matemáticas para análise de funções da economia



Pode-se averiguar que as funções custo e receita cruzam-se em dois pontos representando
que nestas quantidades produtivas o lucro é nulo, nota-se também que nestes mesmos
quantidades produtivas a função lucro intercepta a função custo fixo. Com estas
informações podemos notar que a faixa de lucro positivo encontra-se entre a interseção
destas duas funções, local onde a receita é maior que os custos.

                              Funções da economia                              C(X)= 10 + 0.7X

                                                       R(x)                    R(X)= 1.1 * X

         70                                                                    L(X)=R - C

         60
         50                                              C(x)
         40
         30
     $




         20
                                                                   L(x)
         10
            0
         -10 0           20                  40                60                80
         -20

                                                                     Quantidade Produzida


OBS:1- Pela tabela e pelo gráfico pode-se averiguar que quando R(X) = C(X), tem-se X
entre 20 e 30, unidades produzida aproximadamente. Indicando que lucro só existe após a
fabricação de pelo menos 30 unidades do produto.
OBS:2- Para encontrar o número exato basta igualarmos as duas funções:
C(X)= 10 +0.7 * X e
R(X)= 1.1 * X e, isolarmos x.
(10 + 0.7 * X = 1.1 * X) ou (10 = 1.1 * X - 0.7 * X) ou (10 = 0.4 * X), logo X= 25
unidades.                      70
                                                                                C(X)= Cf + CV
                                                                                R(X)= 0.7 * X
                               60

                               50

                               40

                               30

                               20

                               10

                               0
                                    0   10        20    30    40     50   60     70

Na conclusão, identifica-se que:



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   •    Qualquer produção e venda abaixo de 25 unidades do produto representará
        prejuízo para a empresa.
   •    Nestas condições haverá lucro após 25 unidades produzidas.


CAPACIDADE IDEAL COM PREÇOS VARIÁVEIS (demanda elástica)


Por vezes, as empresas podem diminuir seus preços de venda para induzir um aumento na
demanda e, também a sua necessidade de produção. Isto quando existe capacidade ociosa
de produção, a questão é definir até quanto se pode reduzir o preço e aumentar a
produção mantendo um lucro aceitável.


A implementação da diminuição do preço de venda torna-se viável até certo ponto, em
virtude de algumas causas:
   •    Utilização da capacidade plena de produção, diminuindo o custo médio por
        unidade produzida;
   •    Busca de maior parcela de mercado (Market share) frente aos concorrentes;
   •    Pode Aumentar o lucro máximo das empresas.


Exemplo 1:


Um analista quer identificar a sensibilidade do mercado em relação à variação ao preço
de venda de cerveja e constatou que as vendas semanais aumentaram de 100 para 150
garrafas quando o preço caiu 25%.
Se o preço de venda antigo era 4 reais, determine:
a- A equação da demanda de cerveja.
b- O preço a ser praticado para se vender 200 garrafas, segundo esta análise de mercado.
c- Quantas garrafas serão entregues a um preço zero?

                                         Preço X vendas
Resolução: a- Montando a tabela representativa das vendas x preço;
                                                 4.5
                                                   4
                                                 3.5                           Preço
                                                   3
       Unidades Vendidas   Preço (R$)
                                        Preços




                                                 2.5
                                                   2
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                                                   1
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                                                 0.5
                                                   0
                                                       0   50     100    150   200
                                                                Vendas
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              “X”                “P”
              100                 4
              150                 3




Calculando a taxa de variação TV ou b (mais conhecido como coeficiente angular)

     ∆y   Variação Pr eço   3 −4   −1
b=      =                 =      =    = −0.02
     ∆x VariaçãoVendas 150 −100 50


Encontrando a equação da reta: y(x)= ax + b
Y – Y0 = b(X – X0); Definindo (X0,Y0) = (Vendas, Preço) = (100, 4), tem-se:
Y – 4 = -0.02 (X – 100)
Y(X) = -0.02X + 6 -(Equação representativa da demanda em função do preço)


                                                         Preço X Demanda
          x         y(x)= -0.02X + 6           7
          0                 6                  6
         10                5.8                 5
         50                 5                  4
                                       Preço




        100                 4                  3
        150                 3                  2
        200                 2                                                y(x)= -0.02X + 6
                                               1
        250                 1
                                               0
                                                   0   100             200   300
                                                             Demanda




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De posse da equação da demanda pode-se a partir da quantidade que se queira vender,
determinar o preço a ser praticado, que por sua vez é limitado pelos custos de produção.
Tais custos entre outros fatores, ajuda a formação da opinião do produtor na quantidade
que ele irá ofertar no mercado na busca por maximizar seus lucros.


Função Oferta
A função oferta demonstra a relação da quantidade oferecida pelo fabricante de um
determinado produto em função do preço de mercado praticado.


Exemplo: A tabela abaixo representa a opinião do produtor na quantidade que ele irá
ofertar no mercado em função do preço.                                      Oferta X Preço
                                                                                                                  Preço

                                                                120

                                                                100

 X-Oferta   P-Oferta                                            80
                                                        Preço




     8         80                                               60

                                                                40
    10        100                                               20

                                                                 0
                                                                      0          2     4           6
                                                                                                 Oferta       8    10     12


Que neste caso gera a seguinte equação.
Calculando a taxa de variação TV ou b (mais conhecido como coeficiente angular)

      ∆y Variação Pr eço 100 − 80 20
b=      =               =        =   = 10
      ∆x VariaçãoOferta   10 − 8   2




Encontrando a equação da reta: y(x)= ax + b
Y – Y0 = b(X – X0); Definindo (X0,Y0) = (Oferta, Preço) = (8, 80), tem-se:
Y – 80 = 10 (X – 8) ou Y(X) = 10X -80 + 80 =10X
Y(X) = 10X -(Equação representativa da oferta em função do preço)
Repetindo os procedimentos para tabela representativa da demanda deste produto, tem-
                                                                          Demanda X Preço
se:                                           120
                                                                                                  P-Demanda
                                              100
 X-Demanda      P-Demanda                      80
     10            100
                                      Preço




                                               60
    100             10
                                               40

                                               20

                                                0
                                                    0                      50              100            150
                                                                                De manda




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Calculando a taxa de variação TV ou b (mais conhecido como coeficiente angular)

         ∆y   Variação Pr eço   100 −10   90
b=          =                 =         =    = −1
         ∆x VariaçãoVendas 10 −100 − 90


Encontrando a equação da reta: y(x)= ax + b
Y – Y0 = b(X – X0); Definindo (X0,Y0) = (Vendas, Preço) = (10, 100), tem-se:
Y – 100 = -1 (X – 10)
Y(X) = -1X + 110 -(Equação representativa da demanda em função do preço)
Os gráficos Abaixo representam as duas funções.
               Oferta X Preço                                                                 Demanda X Preço
                                                                                                                                               P-Demanda
                                              P-oferta


         600                                                                                 120

         500                                                                                 100
         400                                                                                 80
 Preço




                                                                                     Preço


         300                                                                                 60
         200                                                                                 40

         100                                                                                 20
           0                                                                                  0
               0      10        20     30      40         50        60                             0    20        40        60     80    100      120
                                     Oferta                                                                            Dem anda




                   Y(x)=10XY(x)=-1X + 110X-ofertaP-               Oferta X Demanda                                                             P-oferta
                                                 ofertaP-                                                                                      P-Demanda

         Demanda00110101001002020090505                                    600

                                                         0060              500
                                                                           400
                                                                $ Preços




                                                                           300
                                                                           200
                                                                           100
                                                                            0
                                                                                 0                 10        20        30         40      50        60
                                                                                                                                        Quant. de produto




O cruzamento da oferta com a demanda gera o ponto de equilíbrio E=(XE,YE), onde:
XE :- Quantidade ideal aceita pelo mercado a um Preço YE, para que não sobre nem falte
produto no mercado, chamado de equilíbrio de mercado entre consumidores e
fornecedores.
Exemplo: Análise de um conjunto de funções custo/receita/lucro na determinação da
produção ideal para maximizar o lucro de um produto com demanda elástica.



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Técnicas matemáticas para análise de funções da economia


Aqui temos uma empresa averiguando seus custos e lucros entre os volumes de produção,
buscando aumentar sua produção abaixando o preço de venda. Atualmente tem-se uma
produção de 60 unidades para suprir a demanda, a um custo unitário de $ 0.70 por
unidade e um preço de venda de $ 1,1 por unidade. Sabe-se que a cada $ 0.10, de
diminuição no preço, corresponde a um aumento de 10 unidades de produtos
demandados. Conhecendo esta realidade compensa a empresa aumentar sua produção que
é limitada em 100 unidades?
A resposta é encontrada na análise de custos e rendimentos da tabela abaixo, mais os
gráficos seguintes.


Tabela da demanda                          Grafico da demanda        Preço

              Preç           1.2
 Demanda    o                      1
 60         1.1
 70         1                0.8
                           Preço




 80         0.9              0.6
 90         0.8
                             0.4
 100        0.7
                             0.2

                                   0
                                       0    50             100           150
                                                            Quan. Produzidas



Usando a Regressão linear pelo Excel pode-se encontra a equação da reta da demanda,
onde:
Preço (P(x)) = ponto onde a reta intercepta o eixo do preço (interseção) + (coeficiente de
inclinação da reta ou variação individual do preço (Coeficiente X)) x (Quantidade de
produtos analisada (X)).
Resumindo: P(x) = (interseção) + (Coeficiente X) * X, chegando-se a uma equação da
reta P(X) = a + bX;


Do exemplo a equação da demanda será: P(X) = 1.7 - 0.01X
Análise de custos e rendimentos a partir de diminuição do preço de venda


Do exemplo: diminuindo o preço, em $ 0.10, teremos uma nova planilha de custos.

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QuantP.
(X)         Cf    Cv(X)=0.7*X   C(X)= Cf + CV   R(X)= 1.0 * X       L(X)=R - C
      10    10    7             17              10                  -7
      20    10    14            24              20                  -4
      30    10    21            31              30                  -1
      40    10    28            38              40                  2
      50    10    35            45              50                  5
      60    10    42            52              60                  8
      70    10    49            59              70                  11

  80
  70
  60
  50
                                                    Cf= 10
  40
                                                    C(X)= Cf + CV
  30
                                                    R(X)= 1.0 * X
  20
                                                    L(X)=R - C
  10
      0
  -10 0      20       40        60        80

  -20


Do exemplo: diminuindo o preço, em $ 0.20, teremos uma nova planilha de custos.
QuantP.
(X)         Cf    Cv(X)=0.7*X   C(X)= Cf + CV   R(X)= 0.9 * X       L(X)=R - C
      10    10    7             17              9                   -8
      20    10    14            24              18                  -6
      30    10    21            31              27                  -4
      40    10    28            38              36                  -2
      50    10    35            45              45                  0
      60    10    42            52              54                  2
      70    10    49            59              63                  4
      80    10    56            66              72                  6




Do exemplo: diminuindo o preço, em $ 0.30, teremos uma nova planilha de custos.
QuantP.
(X)         Cf    Cv(X)=0.7*X   C(X)= Cf + CV   R(X)= 0.8 * X       L(X)=R - C
      10    10    7             17              8                   -9
      20    10    14            24              16                  -8
      30    10    21            31              24                  -7
      40    10    28            38              32                  -6
      50    10    35            45              40                  -5
      60    10    42            52              48                  -4


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      70    10      49            59              56              -3
      80    10      56            66              64              -2
      90    10      63            73              72              -1
Do exemplo: diminuindo o preço, em $ 0.40, teremos uma nova planilha de custos.
QuantP.
(X)         Cf      Cv(X)=0.7*X   C(X)= Cf + CV   R(X)= 0.7 * X   L(X)=R - C
       10   10      7             17              7               -10
       20   10      14            24              14              -10
       30   10      21            31              21              -10
       40   10      28            38              28              -10
       50   10      35            45              35              -10
       60   10      42            52              42              -10
       70   10      49            59              49              -10
       80   10      56            66              56              -10
       90   10      63            73              63              -10
      100   10      70            80              70              -10
Analisando as planilhas de custos pode-se observar que qualquer aumento de produção
necessário para suprir uma demanda acrescida por diminuição de preços é inviável,
diminuindo seu lucro total.


Todo esta trabalho de cálculos em planilhas para buscar a quantidade ideal a ser
produzida para maximizar a receita e o lucro pode ser suavizado usando técnicas
matemáticas, basta obtermos as funções:
C(X) = Cf +Cv(X) (a equação que representa o custo total de produção)
P(X) = a + bX; (a equação que representa o preço da demanda)
R(X) = P(X)*X; (a equação que representa a receita em função do preço da demanda)
L(X) = R(X) - C(X); (a equação que representa o lucro total da produção)


A partir do exemplo podemos definir todas:
C(X) = 10 +0.7X (a equação que representa o custo total de produção)
P(X) = 1.7 + 0.01X; (a equação que representa o preço da demanda)
R(X) = P(X)*X = (1.7 + 0.01X) * X = 1.7X + 0.01X2;
L(X) = R(X) - C(X) = 1.7X + 0.01X2 – (10 +0.7X) = 0.01X2 + X – 10




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Montando a tabela para análise de custos e rendimentos, utilizando as funções obtidas do
exemplo com preço de venda em $ 1,10, tem-se:
QuantP.                   Cf=    Cv(X)=        C(X)=            R(X)=           L(X)=
(X)                       10     0.7 * X       10 + 0.7X        1.7X+ 0.01X2    0.01X2 + X - 10
10                        10     7             17               16              -1
20                        10     14            24               30              6
30                        10     21            31               42              11
40                        10     28            38               52              14
50                        10     35            45               60              15
60                        10     42            52               66              14
70                        10     49            59               70              11
80                        10     56            66               72              6
90                        10     63            73               72              -1
100                       10     70            80               70              -10
170                       10     119           129              0               -129
                Cf= 10
                C(X)= 10+0.7*X             Lucro X Receita X Custo
                 90
                R(X)
                L=R - C                                                            C(X)
                 80
                 70
                                                                                   R(X)
                 60
                 50
  Rendimentos




                 40
                 30
                 20
                                                                                    Cf
                 10
                  0
     -10 0                         20          40          60            80    L(X) 100           120
     -20
 Quantidade




Ao analisar o gráfico em conjunto das funções podemos verificar que nos pontos (X=10 e
X=90) em que a curva de R(X) interceptar a curva de C(X) o lucro correspondente é zero,
ou seja, a curva de L(X) cruza o eixo x, significando que o lucro nestes níveis de
produção é nulo.




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Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
Técnicas matemáticas para análise de funções da economia


Ao analisar visualmente as curvas de R(X) e L(X), percebemos que elas atingem um
máximo valor em “X=80 e X=50” respectivamente, ou seja, nestes pontos as duas
funções obtém seus maiores resultados. Estes valores podem ser encontrados pela
analogia de suas equações, que são equações de segundo grau com concavidade voltada
para baixo. Como tais funções apresentam gráficos simétricos, pode-se encontras as
raízes da equação "X1 e X2" (Pontos que interceptam o eixo x) e encontram um ponto
médio "X m = (X1 + X2)/2" no qual a função alcançará seu máximo.


Encontrando “X1 e X2 e Xm” das funções do exemplo, onde:
R(X) = 1.7X - 0.01X2,       sendo a = -0.01, b = 1.7 e c = 0
L(X) = -0.01X2 + X – 10 sendo a = -0.01, b = 1 e c = -10


Substituindo nas equações abaixo tem-se:
                2                            2
X1=
      −b+   b       − 4ac   X2=
                                  −b−    b       − 4ac
            2a                          2a
Para receita R(X), X1= 0 e X2= 170 (Pode-se verificar na planilha)
                X1 + X 2   0 +170
Logo Xm =                =        = 85 é ponto de máximo de R(X), ou seja, para se
                   2          2
conseguir a receita máxima é necessário produzir 85 unidades de produto, mas nem
sempre receita máxima significa lucro máximo.


Para Lucro L(X), X1= 11.5 e X2= 100 (Pode-se verificar na planilha e pelo gráfico)
             X 1 + X 2 11.5 +100
Logo Xm =             =          = 55.25 é ponto de máximo de L(X), ou seja, para
                 2          2
se conseguir a lucro máximo é necessário produzir 55.25 unidades de produto.


Tal estudo se justifica porque os níveis de produção para alcançar a receita máxima nem
sempre podem significar lucro máximo.




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Técnicas matemáticas para análise de funções da economia


Para fins de comparação montou-se a tabela abaixo que representa os cálculos sem a
utilização das funções da economia do exemplo, com um preço de venda de $ 1.10 e um
custo unitário de 0.7.


QuantP.
(X)             Cf= 10    Cv(X)=0.7*X   C(X)= Cf + CV   R(X)= 1.1 * X   L(X)=R - C
10              10        7             17              11              -6
20              10        14            24              22              -2
30              10        21            31              33              2
40              10        28            38              44              6
50              10        35            45              55              10
60              10        42            52              66              14


  70

  60

  50

  40                                    C(X)= Cf + CV
  30                                    R(X)= 0.7 * X

  20

  10

   0
       0   20        40    60    80




Pode-se observar que existe grande semelhança nos valores encontrados nas duas formas
de análise, cada uma com suas vantagens e desvantagens.




Exercícios de técnicas matemáticas para Análise de funções da economia
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Técnicas matemáticas para análise de funções da economia


(Prof. Rogério Orlandeli)
Exercício 1 :- Capacidade ideal de produção com preços fixos (Demanda inelástica)
Uma empresa esta averiguando seus custos e lucros entre os turnos de produção,
buscando adicionar um Turno Extra. Atualmente consegue-se uma produção de 60
unidades em dois turnos a um custo variável de $ 0.80 por unidade e um custo fixo de $
11.00, por turno. Verificou-se que um terceiro turno apresenta um custo unitário variável
de $ 1.00 e uma produção de 29 unidades.
A um preço de venda de $ 1,10 por unidade, é viável implementarmos o terceiro turno?
Comente sua resposta.
Para tal análise, Preencha a tabela;
QuantP.
(X)            Cf= 110   Cv(X)=0.8*X   C(X)= Cf + Cv   R(X)= 1.1*X   L(X)=R - C
10             11        8
20             11        16                                                             Turno 1
30             11        24
40             11        32
50             11        40                                                             Turno 2
60             11        48
70             11        70                                                             Cv(X)=1.0*X
80             11        80                                                             Turno 3
89             11        89
A partir dos valores da tabela montou-se o gráfico,

  120

  100

      80
                                                                          Cf= 10
      60                                                                  C(X)
                                                                          R(X)= 1.1*X
      40

      20

       0
           0     20        40          60        80        100


Onde você deve:
      1. Descrever o que são seus eixos;
      2. Demarcar as funções nele representado;

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    3. Demarcar no gráfico o ponto onde o lucro é nulo;
    4. Demarcar, a faixa de lucro;
    5. Com que produção obtém-se o lucro máximo;


Exercício 2 :- Um analista quer identificar a sensibilidade do mercado em relação à
variação ao preço de venda de sorvete em casquinha e, constatou que as vendas semanais
aumentaram de 500 para 750 casquinhas quando o preço caiu 25%.
Se o preço de venda antigo era 2 reais, determine:
a- A equação da demanda de cerveja.
b- O preço a ser praticado para se vender 200 garrafas, segundo esta análise de mercado.
c- Quantas garrafas serão entregues a um preço zero?


Exercício 3 :- Capacidade ideal de produção com preços variáveis (Demanda elástica)
Uma empresa esta averiguando seus custos e lucros entre os volumes de produção, buscando
aumentar sua produção abaixando o preço de venda. Atualmente tem-se uma produção de 80
unidades para suprir a demanda a um custo unitário de $ 0.70 por unidade, o custo fixo é de $
50,00 e o preço de venda de $ 1,30 por unidade. Sabe-se que cada $ 0.10, de diminuição no preço,
corresponde a um aumento de 10 unidades de produtos demandados.
Conhecendo esta realidade, compensa a empresa aumentar sua produção que é limitada em 120
unidades? Comente sua resposta, onde:
    •   A relação do preço e demanda é expresso pela tabela abaixo (completar a tabela). Que da
        origem a equação da demanda P(X) = 2.1 – 0.01X.

                                                              Preço x demanda               Preço
             Demanda       Preço         1.4
                  80           1.3       1.2
                  90                       1
                 100                     0.8
                 110                     0.6
                 120                     0.4
                                         0.2

a- Descobrir as funções:                   0
                                               0   20    40     60       80     100   120     140
    1. C(X) = Cf +Cv(X);
    2. R(X) = P(X)*X;
    3. L(X) = R(X) - C(X).

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Dada a função da demanda P(X) = 2.1 – 0.01X.


b- Montar a tabela de análise abaixo, montar o gráfico da função receita e da função lucro e
determinar as quantidades ideais de produtos para maximizá-las.


 Quant.(X)      C(X)=                    R(X)=                     L(X)=
    50
    60
    70
    80
    90
   100
   110
   120




4- Encontre o ponto de equilíbrio entre a oferta (O) e a demanda (D) e esboce o ponto
graficamente.

 a- O: p= x + 2   Onde: p – preço praticado pelo mercado, é a variável dependente.
    D: p= -3x +10        x – quantidade de produtos ofertados ou demandados



 b- O: p= x + 1         Onde: p – preço praticado pelo mercado, é a variável dependente.
    D: p= -2x +8              x – quantidade de produtos ofertados ou demandados




Referências Bibliográficas

FOINA, Paulo R. Planejamento e Gestão, Atlas 2001.

Métodos de Gestão – Matemática Aplicada
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Técnicas matemáticas para análise de funções da economia



MOTTA, Sá. et al. Manual da administração da produção, Getulio Vargas.

CHASE, Richard B. Administração da Produção para vantagem competitiva, Mc
Graw Hill 2006.

PALADINI, Edson P. Gestão da Qualidade Teoria e Casos, Campus.

WEBSTER, Allen L. Estatística Aplicada à administração e Economia, Mc Graw Hill
2006.

COELHO, Flávio U. Curso Básico de Cálculo, Saraiva 2005.

MEDEIROS, Matemática para os cursos de Administração, Economia e Ciências
Contábeis, Atlas.

BRUNI, Adriano L. Estatística Aplicada À Gestão Empresarial, Atlas.




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Técnicas matemáticas para análise de funções da economia



MOTTA, Sá. et al. Manual da administração da produção, Getulio Vargas.

CHASE, Richard B. Administração da Produção para vantagem competitiva, Mc
Graw Hill 2006.

PALADINI, Edson P. Gestão da Qualidade Teoria e Casos, Campus.

WEBSTER, Allen L. Estatística Aplicada à administração e Economia, Mc Graw Hill
2006.

COELHO, Flávio U. Curso Básico de Cálculo, Saraiva 2005.

MEDEIROS, Matemática para os cursos de Administração, Economia e Ciências
Contábeis, Atlas.

BRUNI, Adriano L. Estatística Aplicada À Gestão Empresarial, Atlas.




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  • 2. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia A capacidade produtiva ideal pode ser determinada pela maximização do lucro, que podem ocorrer em duas situações diferentes, as chamadas demanda inelástica e elástica, onde na inelástica o preço é constante e não varia em função da oferta e procura, já o preço na demanda elástica possui variações. Saber que tipo de demanda possui cada produto é essencial para a maximização do lucro em função da produtividade. Demanda inelástica: o maior lucro corresponde ao total aproveitamento da capacidade instalada, ou seja, produzir em capacidade total. Existe, porém, algumas limitações pela lei de rendimentos decrescente que prega que além de um determinado nível de produção os custos de produção podem aumentar inviabilizando a alta produção. CAPACIDADE IDEAL COM PREÇOS FIXOS (Demanda inelástica) Caso os preços e custos praticados sejam fixos a formação das funções matemáticas da economia se torna fáceis, pois independem de fatores externo e, são dadas por: Função Custos C(X) C(X) = Cf +Cv(X); Onde: Cf - Custo fixo ou custo independente da produção; Cv- custo variável ou custo unitário por produto; Nota: Cv(X) dependa da quantidade produzida. Exemplo: Uma empresa possui um custo fixo de R$12,00 por dia e um custo unitário por produto de R$3,00, sendo que a capacidade produtiva máxima é de 100 unidades diárias. (Obs:- lembre-se que o custo total é formado pela soma do custo fixo e do custo variável.) Produção X Custo 350 C(X) = 12 + 3X 300 C(X) = Cf +Cv(X) 250 200 Custo 150 Métodos de Gestão – Matemática Aplicada 100 50 Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com 0 0 50 100 150 Produção
  • 3. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia C(X) = 12 + 3X X C(X) = 12 + 3X 0 12 10 42 20 72 50 162 100 312 Ou seja, dada uma quantidade produzida pode-se obter seu custo relacionado. Função receita R(X) R(X) = P(X)*X; Onde: P(X) – Preço de venda unitário X - A respectiva quantidade vendida. Supondo, no exemplo anterior, P(X)= $ 10,00 e, uma quantidade vendida X=100 tem-se: R(X) = 10*X; Receita 1200 R(100) = 10*100 = 1000; R(X)= 10*X 1000 800 Vendas R(X)= 10*X Receita 600 0 0 400 10 100 200 0 50 500 0 20 40 60 80 100 120 Produção 100 1000 Ou seja, dada uma quantidade vendida pode-se obter a arrecadação correspondente. Função Lucro L(X) L(X) = R(X) - C(X). L(X) = 10X – (12 + 3X) L(X) = 10X – 12 - 3X L(X) = 7X – 12 Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 4. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia Supondo a função do exemplo anterior, para uma produção e venda de 100 unidades de produtos, tem-se: L(100) = R(100) - C(100) 800 Lucro L(X) = 7X – 12 L(100) = 1000 – 312 = 688 700 600 Produção L(X) = 7X – 12 500 Lucro 400 0 -12 300 10 58 200 50 338 100 0 100 688 -100 0 50 100 150 Produção Ou seja, dada uma quantidade produzida e vendida pode-se obter o lucro correspondente. Análise gráfica das funções em conjunto. X Cf = 12 C(X) = 12 + 3X R(X)= 10X L(X)= 7X – 12 0 12 12 0 -12 10 12 42 100 58 20 12 72 200 128 50 12 162 500 338 100 12 312 1000 688 Cf = 12 1200 Custo X Receita x Lucro C(X) = 12 + 3X C(X) = 12 + 3X R(X)= 10X R(X)= 10X 1200 1000 L(X)= R(X) - C(X) 1000 800 800 600 600 $ valores 400 400 200 200 0 0 20 40 60 80 100 120 -200 0 Quantidade de produtos 0 20 40 60 80 100 120 A idéia de maior produção com maior lucro, no entanto, é limitada por diversas razoes como comentado no exemplo abaixo. Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 5. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia Exemplo: observado na industria têxtil. A implementação de um terceiro turno se torna inviável em função do custo, em virtude de algumas causas: • Leis trabalhistas (impedindo trabalhos de menores); • Mão de obra noturna, além de mais cara, é menos produtiva com menor qualidade; • Funcionamento dos departamentos auxiliares é precário. Exemplo: Análise de um conjunto de funções custo/receita/lucro na determinação da produção ideal para maximizar o lucro de um produto com demanda inelástica. Aqui temos uma empresa averiguando seus custos e lucros entre os turnos de produção, buscando adicionar um Turno Extra. Onde se consegue uma produção de 60 unidades em dois turnos a um custo variável de $ 0.70 por unidade e um custo fixo de $ 10,00 para qualquer quantidade produzida; Um terceiro turno apresenta um custo unitário variável de $ 0.9 e uma produção de 27 unidades do produto, com um custo fixo de $14,00. Se tivermos um preço de venda de $ 1,1 por unidade, é viável implementarmos o terceiro turno? A resposta é encontrada na análise de custos e rendimentos da tabela abaixo, mais o gráfico seguinte. Prod(X) Cf= 10 Cv(X)=0.7*X C(X)= 10 + 0.7X R(X)= 1.1 * X L(X)=R - C Cm(X)= C(X)/X. 0 10 0 10 0 -10 10 10 7 17 11 -6 1,7 20 10 14 24 22 -2Turno 1 1,2 30 10 21 31 33 2 1,033333 40 10 28 38 44 6 0,95 50 10 35 45 55 10Turno 2 0,9 60 10 42 52 66 14 0,866667 9 14 50,1 64,1 75,9 11,8 7,122222 18 14 58,2 72,2 85,8 13,6Turno 3 4,011111 27 14 66,3 80,3 95,7 15,4 2,974074 nAnálise Conjunta dos custos e rendimentos do turno 3 Cv(X)=42+0.9*X C(X)= 14 + 0.9X R(X)= 66+1.1 * X Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 6. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia Análise Independente dos custos e rendimentos do turno 3 9 14 8,1 22,1 9,9 -12,2 2,455556 18 14 16,2 30,2 19,8 -10,4 1,677778 27 14 24,3 38,3 29,7 -8,6 1,418519 O gráfico mostra o comportamento de cada função econômica Custos e rendimentos de produção Cf= 10 C(X)= 10 + 0.7X R(X)= 1.1 * X $120,00 L(X)=R - C $100,00 Receita $80,00 Custos totais Custo $60,00 $40,00 $20,00 Lucro Cf $0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -$20,00 Quantidades produzidas (em 10 unidades) entre os turnos. Analisando o gráfico, tem-se: Existe um decréscimo na lucratividade em função do aumento de custos variáveis e fixos, provocado pela operação de terceiro turno na fábrica. Logo a implementação de um terceiro turno não representaria vantagem monetária para a empresa, já que existiu um aumento de apenas 1,4 unidades monetárias no lucro.. Determinação das faixas de lucro e custo Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 7. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia Pode-se averiguar que as funções custo e receita cruzam-se em dois pontos representando que nestas quantidades produtivas o lucro é nulo, nota-se também que nestes mesmos quantidades produtivas a função lucro intercepta a função custo fixo. Com estas informações podemos notar que a faixa de lucro positivo encontra-se entre a interseção destas duas funções, local onde a receita é maior que os custos. Funções da economia C(X)= 10 + 0.7X R(x) R(X)= 1.1 * X 70 L(X)=R - C 60 50 C(x) 40 30 $ 20 L(x) 10 0 -10 0 20 40 60 80 -20 Quantidade Produzida OBS:1- Pela tabela e pelo gráfico pode-se averiguar que quando R(X) = C(X), tem-se X entre 20 e 30, unidades produzida aproximadamente. Indicando que lucro só existe após a fabricação de pelo menos 30 unidades do produto. OBS:2- Para encontrar o número exato basta igualarmos as duas funções: C(X)= 10 +0.7 * X e R(X)= 1.1 * X e, isolarmos x. (10 + 0.7 * X = 1.1 * X) ou (10 = 1.1 * X - 0.7 * X) ou (10 = 0.4 * X), logo X= 25 unidades. 70 C(X)= Cf + CV R(X)= 0.7 * X 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Na conclusão, identifica-se que: Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 8. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia • Qualquer produção e venda abaixo de 25 unidades do produto representará prejuízo para a empresa. • Nestas condições haverá lucro após 25 unidades produzidas. CAPACIDADE IDEAL COM PREÇOS VARIÁVEIS (demanda elástica) Por vezes, as empresas podem diminuir seus preços de venda para induzir um aumento na demanda e, também a sua necessidade de produção. Isto quando existe capacidade ociosa de produção, a questão é definir até quanto se pode reduzir o preço e aumentar a produção mantendo um lucro aceitável. A implementação da diminuição do preço de venda torna-se viável até certo ponto, em virtude de algumas causas: • Utilização da capacidade plena de produção, diminuindo o custo médio por unidade produzida; • Busca de maior parcela de mercado (Market share) frente aos concorrentes; • Pode Aumentar o lucro máximo das empresas. Exemplo 1: Um analista quer identificar a sensibilidade do mercado em relação à variação ao preço de venda de cerveja e constatou que as vendas semanais aumentaram de 100 para 150 garrafas quando o preço caiu 25%. Se o preço de venda antigo era 4 reais, determine: a- A equação da demanda de cerveja. b- O preço a ser praticado para se vender 200 garrafas, segundo esta análise de mercado. c- Quantas garrafas serão entregues a um preço zero? Preço X vendas Resolução: a- Montando a tabela representativa das vendas x preço; 4.5 4 3.5 Preço 3 Unidades Vendidas Preço (R$) Preços 2.5 2 Métodos de Gestão – Matemática Aplicada 1.5 1 Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com 0.5 0 0 50 100 150 200 Vendas
  • 9. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia “X” “P” 100 4 150 3 Calculando a taxa de variação TV ou b (mais conhecido como coeficiente angular) ∆y Variação Pr eço 3 −4 −1 b= = = = = −0.02 ∆x VariaçãoVendas 150 −100 50 Encontrando a equação da reta: y(x)= ax + b Y – Y0 = b(X – X0); Definindo (X0,Y0) = (Vendas, Preço) = (100, 4), tem-se: Y – 4 = -0.02 (X – 100) Y(X) = -0.02X + 6 -(Equação representativa da demanda em função do preço) Preço X Demanda x y(x)= -0.02X + 6 7 0 6 6 10 5.8 5 50 5 4 Preço 100 4 3 150 3 2 200 2 y(x)= -0.02X + 6 1 250 1 0 0 100 200 300 Demanda Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 10. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia De posse da equação da demanda pode-se a partir da quantidade que se queira vender, determinar o preço a ser praticado, que por sua vez é limitado pelos custos de produção. Tais custos entre outros fatores, ajuda a formação da opinião do produtor na quantidade que ele irá ofertar no mercado na busca por maximizar seus lucros. Função Oferta A função oferta demonstra a relação da quantidade oferecida pelo fabricante de um determinado produto em função do preço de mercado praticado. Exemplo: A tabela abaixo representa a opinião do produtor na quantidade que ele irá ofertar no mercado em função do preço. Oferta X Preço Preço 120 100 X-Oferta P-Oferta 80 Preço 8 80 60 40 10 100 20 0 0 2 4 6 Oferta 8 10 12 Que neste caso gera a seguinte equação. Calculando a taxa de variação TV ou b (mais conhecido como coeficiente angular) ∆y Variação Pr eço 100 − 80 20 b= = = = = 10 ∆x VariaçãoOferta 10 − 8 2 Encontrando a equação da reta: y(x)= ax + b Y – Y0 = b(X – X0); Definindo (X0,Y0) = (Oferta, Preço) = (8, 80), tem-se: Y – 80 = 10 (X – 8) ou Y(X) = 10X -80 + 80 =10X Y(X) = 10X -(Equação representativa da oferta em função do preço) Repetindo os procedimentos para tabela representativa da demanda deste produto, tem- Demanda X Preço se: 120 P-Demanda 100 X-Demanda P-Demanda 80 10 100 Preço 60 100 10 40 20 0 0 50 100 150 De manda Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 11. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia Calculando a taxa de variação TV ou b (mais conhecido como coeficiente angular) ∆y Variação Pr eço 100 −10 90 b= = = = = −1 ∆x VariaçãoVendas 10 −100 − 90 Encontrando a equação da reta: y(x)= ax + b Y – Y0 = b(X – X0); Definindo (X0,Y0) = (Vendas, Preço) = (10, 100), tem-se: Y – 100 = -1 (X – 10) Y(X) = -1X + 110 -(Equação representativa da demanda em função do preço) Os gráficos Abaixo representam as duas funções. Oferta X Preço Demanda X Preço P-Demanda P-oferta 600 120 500 100 400 80 Preço Preço 300 60 200 40 100 20 0 0 0 10 20 30 40 50 60 0 20 40 60 80 100 120 Oferta Dem anda Y(x)=10XY(x)=-1X + 110X-ofertaP- Oferta X Demanda P-oferta ofertaP- P-Demanda Demanda00110101001002020090505 600 0060 500 400 $ Preços 300 200 100 0 0 10 20 30 40 50 60 Quant. de produto O cruzamento da oferta com a demanda gera o ponto de equilíbrio E=(XE,YE), onde: XE :- Quantidade ideal aceita pelo mercado a um Preço YE, para que não sobre nem falte produto no mercado, chamado de equilíbrio de mercado entre consumidores e fornecedores. Exemplo: Análise de um conjunto de funções custo/receita/lucro na determinação da produção ideal para maximizar o lucro de um produto com demanda elástica. Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 12. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia Aqui temos uma empresa averiguando seus custos e lucros entre os volumes de produção, buscando aumentar sua produção abaixando o preço de venda. Atualmente tem-se uma produção de 60 unidades para suprir a demanda, a um custo unitário de $ 0.70 por unidade e um preço de venda de $ 1,1 por unidade. Sabe-se que a cada $ 0.10, de diminuição no preço, corresponde a um aumento de 10 unidades de produtos demandados. Conhecendo esta realidade compensa a empresa aumentar sua produção que é limitada em 100 unidades? A resposta é encontrada na análise de custos e rendimentos da tabela abaixo, mais os gráficos seguintes. Tabela da demanda Grafico da demanda Preço Preç 1.2 Demanda o 1 60 1.1 70 1 0.8 Preço 80 0.9 0.6 90 0.8 0.4 100 0.7 0.2 0 0 50 100 150 Quan. Produzidas Usando a Regressão linear pelo Excel pode-se encontra a equação da reta da demanda, onde: Preço (P(x)) = ponto onde a reta intercepta o eixo do preço (interseção) + (coeficiente de inclinação da reta ou variação individual do preço (Coeficiente X)) x (Quantidade de produtos analisada (X)). Resumindo: P(x) = (interseção) + (Coeficiente X) * X, chegando-se a uma equação da reta P(X) = a + bX; Do exemplo a equação da demanda será: P(X) = 1.7 - 0.01X Análise de custos e rendimentos a partir de diminuição do preço de venda Do exemplo: diminuindo o preço, em $ 0.10, teremos uma nova planilha de custos. Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 13. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia QuantP. (X) Cf Cv(X)=0.7*X C(X)= Cf + CV R(X)= 1.0 * X L(X)=R - C 10 10 7 17 10 -7 20 10 14 24 20 -4 30 10 21 31 30 -1 40 10 28 38 40 2 50 10 35 45 50 5 60 10 42 52 60 8 70 10 49 59 70 11 80 70 60 50 Cf= 10 40 C(X)= Cf + CV 30 R(X)= 1.0 * X 20 L(X)=R - C 10 0 -10 0 20 40 60 80 -20 Do exemplo: diminuindo o preço, em $ 0.20, teremos uma nova planilha de custos. QuantP. (X) Cf Cv(X)=0.7*X C(X)= Cf + CV R(X)= 0.9 * X L(X)=R - C 10 10 7 17 9 -8 20 10 14 24 18 -6 30 10 21 31 27 -4 40 10 28 38 36 -2 50 10 35 45 45 0 60 10 42 52 54 2 70 10 49 59 63 4 80 10 56 66 72 6 Do exemplo: diminuindo o preço, em $ 0.30, teremos uma nova planilha de custos. QuantP. (X) Cf Cv(X)=0.7*X C(X)= Cf + CV R(X)= 0.8 * X L(X)=R - C 10 10 7 17 8 -9 20 10 14 24 16 -8 30 10 21 31 24 -7 40 10 28 38 32 -6 50 10 35 45 40 -5 60 10 42 52 48 -4 Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 14. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia 70 10 49 59 56 -3 80 10 56 66 64 -2 90 10 63 73 72 -1 Do exemplo: diminuindo o preço, em $ 0.40, teremos uma nova planilha de custos. QuantP. (X) Cf Cv(X)=0.7*X C(X)= Cf + CV R(X)= 0.7 * X L(X)=R - C 10 10 7 17 7 -10 20 10 14 24 14 -10 30 10 21 31 21 -10 40 10 28 38 28 -10 50 10 35 45 35 -10 60 10 42 52 42 -10 70 10 49 59 49 -10 80 10 56 66 56 -10 90 10 63 73 63 -10 100 10 70 80 70 -10 Analisando as planilhas de custos pode-se observar que qualquer aumento de produção necessário para suprir uma demanda acrescida por diminuição de preços é inviável, diminuindo seu lucro total. Todo esta trabalho de cálculos em planilhas para buscar a quantidade ideal a ser produzida para maximizar a receita e o lucro pode ser suavizado usando técnicas matemáticas, basta obtermos as funções: C(X) = Cf +Cv(X) (a equação que representa o custo total de produção) P(X) = a + bX; (a equação que representa o preço da demanda) R(X) = P(X)*X; (a equação que representa a receita em função do preço da demanda) L(X) = R(X) - C(X); (a equação que representa o lucro total da produção) A partir do exemplo podemos definir todas: C(X) = 10 +0.7X (a equação que representa o custo total de produção) P(X) = 1.7 + 0.01X; (a equação que representa o preço da demanda) R(X) = P(X)*X = (1.7 + 0.01X) * X = 1.7X + 0.01X2; L(X) = R(X) - C(X) = 1.7X + 0.01X2 – (10 +0.7X) = 0.01X2 + X – 10 Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 15. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia Montando a tabela para análise de custos e rendimentos, utilizando as funções obtidas do exemplo com preço de venda em $ 1,10, tem-se: QuantP. Cf= Cv(X)= C(X)= R(X)= L(X)= (X) 10 0.7 * X 10 + 0.7X 1.7X+ 0.01X2 0.01X2 + X - 10 10 10 7 17 16 -1 20 10 14 24 30 6 30 10 21 31 42 11 40 10 28 38 52 14 50 10 35 45 60 15 60 10 42 52 66 14 70 10 49 59 70 11 80 10 56 66 72 6 90 10 63 73 72 -1 100 10 70 80 70 -10 170 10 119 129 0 -129 Cf= 10 C(X)= 10+0.7*X Lucro X Receita X Custo 90 R(X) L=R - C C(X) 80 70 R(X) 60 50 Rendimentos 40 30 20 Cf 10 0 -10 0 20 40 60 80 L(X) 100 120 -20 Quantidade Ao analisar o gráfico em conjunto das funções podemos verificar que nos pontos (X=10 e X=90) em que a curva de R(X) interceptar a curva de C(X) o lucro correspondente é zero, ou seja, a curva de L(X) cruza o eixo x, significando que o lucro nestes níveis de produção é nulo. Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 16. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia Ao analisar visualmente as curvas de R(X) e L(X), percebemos que elas atingem um máximo valor em “X=80 e X=50” respectivamente, ou seja, nestes pontos as duas funções obtém seus maiores resultados. Estes valores podem ser encontrados pela analogia de suas equações, que são equações de segundo grau com concavidade voltada para baixo. Como tais funções apresentam gráficos simétricos, pode-se encontras as raízes da equação "X1 e X2" (Pontos que interceptam o eixo x) e encontram um ponto médio "X m = (X1 + X2)/2" no qual a função alcançará seu máximo. Encontrando “X1 e X2 e Xm” das funções do exemplo, onde: R(X) = 1.7X - 0.01X2, sendo a = -0.01, b = 1.7 e c = 0 L(X) = -0.01X2 + X – 10 sendo a = -0.01, b = 1 e c = -10 Substituindo nas equações abaixo tem-se: 2 2 X1= −b+ b − 4ac X2= −b− b − 4ac 2a 2a Para receita R(X), X1= 0 e X2= 170 (Pode-se verificar na planilha) X1 + X 2 0 +170 Logo Xm = = = 85 é ponto de máximo de R(X), ou seja, para se 2 2 conseguir a receita máxima é necessário produzir 85 unidades de produto, mas nem sempre receita máxima significa lucro máximo. Para Lucro L(X), X1= 11.5 e X2= 100 (Pode-se verificar na planilha e pelo gráfico) X 1 + X 2 11.5 +100 Logo Xm = = = 55.25 é ponto de máximo de L(X), ou seja, para 2 2 se conseguir a lucro máximo é necessário produzir 55.25 unidades de produto. Tal estudo se justifica porque os níveis de produção para alcançar a receita máxima nem sempre podem significar lucro máximo. Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 17. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia Para fins de comparação montou-se a tabela abaixo que representa os cálculos sem a utilização das funções da economia do exemplo, com um preço de venda de $ 1.10 e um custo unitário de 0.7. QuantP. (X) Cf= 10 Cv(X)=0.7*X C(X)= Cf + CV R(X)= 1.1 * X L(X)=R - C 10 10 7 17 11 -6 20 10 14 24 22 -2 30 10 21 31 33 2 40 10 28 38 44 6 50 10 35 45 55 10 60 10 42 52 66 14 70 60 50 40 C(X)= Cf + CV 30 R(X)= 0.7 * X 20 10 0 0 20 40 60 80 Pode-se observar que existe grande semelhança nos valores encontrados nas duas formas de análise, cada uma com suas vantagens e desvantagens. Exercícios de técnicas matemáticas para Análise de funções da economia Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 18. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia (Prof. Rogério Orlandeli) Exercício 1 :- Capacidade ideal de produção com preços fixos (Demanda inelástica) Uma empresa esta averiguando seus custos e lucros entre os turnos de produção, buscando adicionar um Turno Extra. Atualmente consegue-se uma produção de 60 unidades em dois turnos a um custo variável de $ 0.80 por unidade e um custo fixo de $ 11.00, por turno. Verificou-se que um terceiro turno apresenta um custo unitário variável de $ 1.00 e uma produção de 29 unidades. A um preço de venda de $ 1,10 por unidade, é viável implementarmos o terceiro turno? Comente sua resposta. Para tal análise, Preencha a tabela; QuantP. (X) Cf= 110 Cv(X)=0.8*X C(X)= Cf + Cv R(X)= 1.1*X L(X)=R - C 10 11 8 20 11 16 Turno 1 30 11 24 40 11 32 50 11 40 Turno 2 60 11 48 70 11 70 Cv(X)=1.0*X 80 11 80 Turno 3 89 11 89 A partir dos valores da tabela montou-se o gráfico, 120 100 80 Cf= 10 60 C(X) R(X)= 1.1*X 40 20 0 0 20 40 60 80 100 Onde você deve: 1. Descrever o que são seus eixos; 2. Demarcar as funções nele representado; Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 19. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia 3. Demarcar no gráfico o ponto onde o lucro é nulo; 4. Demarcar, a faixa de lucro; 5. Com que produção obtém-se o lucro máximo; Exercício 2 :- Um analista quer identificar a sensibilidade do mercado em relação à variação ao preço de venda de sorvete em casquinha e, constatou que as vendas semanais aumentaram de 500 para 750 casquinhas quando o preço caiu 25%. Se o preço de venda antigo era 2 reais, determine: a- A equação da demanda de cerveja. b- O preço a ser praticado para se vender 200 garrafas, segundo esta análise de mercado. c- Quantas garrafas serão entregues a um preço zero? Exercício 3 :- Capacidade ideal de produção com preços variáveis (Demanda elástica) Uma empresa esta averiguando seus custos e lucros entre os volumes de produção, buscando aumentar sua produção abaixando o preço de venda. Atualmente tem-se uma produção de 80 unidades para suprir a demanda a um custo unitário de $ 0.70 por unidade, o custo fixo é de $ 50,00 e o preço de venda de $ 1,30 por unidade. Sabe-se que cada $ 0.10, de diminuição no preço, corresponde a um aumento de 10 unidades de produtos demandados. Conhecendo esta realidade, compensa a empresa aumentar sua produção que é limitada em 120 unidades? Comente sua resposta, onde: • A relação do preço e demanda é expresso pela tabela abaixo (completar a tabela). Que da origem a equação da demanda P(X) = 2.1 – 0.01X. Preço x demanda Preço Demanda Preço 1.4 80 1.3 1.2 90 1 100 0.8 110 0.6 120 0.4 0.2 a- Descobrir as funções: 0 0 20 40 60 80 100 120 140 1. C(X) = Cf +Cv(X); 2. R(X) = P(X)*X; 3. L(X) = R(X) - C(X). Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 20. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia Dada a função da demanda P(X) = 2.1 – 0.01X. b- Montar a tabela de análise abaixo, montar o gráfico da função receita e da função lucro e determinar as quantidades ideais de produtos para maximizá-las. Quant.(X) C(X)= R(X)= L(X)= 50 60 70 80 90 100 110 120 4- Encontre o ponto de equilíbrio entre a oferta (O) e a demanda (D) e esboce o ponto graficamente. a- O: p= x + 2 Onde: p – preço praticado pelo mercado, é a variável dependente. D: p= -3x +10 x – quantidade de produtos ofertados ou demandados b- O: p= x + 1 Onde: p – preço praticado pelo mercado, é a variável dependente. D: p= -2x +8 x – quantidade de produtos ofertados ou demandados Referências Bibliográficas FOINA, Paulo R. Planejamento e Gestão, Atlas 2001. Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 21. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia MOTTA, Sá. et al. Manual da administração da produção, Getulio Vargas. CHASE, Richard B. Administração da Produção para vantagem competitiva, Mc Graw Hill 2006. PALADINI, Edson P. Gestão da Qualidade Teoria e Casos, Campus. WEBSTER, Allen L. Estatística Aplicada à administração e Economia, Mc Graw Hill 2006. COELHO, Flávio U. Curso Básico de Cálculo, Saraiva 2005. MEDEIROS, Matemática para os cursos de Administração, Economia e Ciências Contábeis, Atlas. BRUNI, Adriano L. Estatística Aplicada À Gestão Empresarial, Atlas. Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com
  • 22. Técnicas matemáticas para análise de funções da economia MOTTA, Sá. et al. Manual da administração da produção, Getulio Vargas. CHASE, Richard B. Administração da Produção para vantagem competitiva, Mc Graw Hill 2006. PALADINI, Edson P. Gestão da Qualidade Teoria e Casos, Campus. WEBSTER, Allen L. Estatística Aplicada à administração e Economia, Mc Graw Hill 2006. COELHO, Flávio U. Curso Básico de Cálculo, Saraiva 2005. MEDEIROS, Matemática para os cursos de Administração, Economia e Ciências Contábeis, Atlas. BRUNI, Adriano L. Estatística Aplicada À Gestão Empresarial, Atlas. Métodos de Gestão – Matemática Aplicada Prof. Rogério Orlandeli- E-mail: rorlandeli@hotmail.com