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BASES MATEMÁTICAS AULA 03 – LIMITES, DERIVADAS E SUA APLICAÇÃO NA ADMINISTRAÇÃO Prezado (a) aluno (a), Tendo em vista os objetivos desta aula, o foco não será a compreensão profunda do cálculo diferencial e integral, mas sim, o conhecimento de seus conceitos básicos, abordando situações de utilização em processos administrativos. Portanto, buscamos atender às necessidades da ementa deste curso, com um conteúdo prático, trazendo a matemática para situações do cotidiano, demonstrando sua real utilidade. Bons estudos! Ao final desta aula, você será capaz de: • Entender o conceito de limites e derivadas de uma função; • Identificar aplicações do conceito de limites na administração e das aplicações simples da derivação de funções no dia a dia; • Estabelecer a fórmula para o Lote Econômico de Compra. 3 LIMITES, DERIVADAS E SUA APLICAÇÃO NA ADMINISTRAÇÃO 3.1 Limites A noção natural de limites tem a ver com a busca da tendência da variável dependente de uma função, quando a variável independente tende a um determinado ponto (SILVA; ABRÃO, 2017, p. 83). Os autores Morettin, Hazzan e Bussab (2017), completam que o estudo de limites é de grande utilidade na determinação do comportamento das funções, além do mais, seu conceito é utilizado em derivadas, que é o assunto da próxima seção. É considerado limite de uma função, quando (𝑥) tende a (𝑎) ao número (𝑦), que indica a tendência da função. lim 𝑥→𝑎 𝑥 = 𝑦 Exemplo 01: Seja a função 𝑦 = 2𝑥 + 4. O limite desta função, quando 𝑥 tende a 5 é 14. Para verificar essa afirmação, basta substituir o valor de 𝑥 por 5, então temos: 𝑦 = 2 . 5 + 4 = 14. Essa foi uma exemplificação simples para determinação de um limite, mas nem sempre é possível calcular o limite dessa forma. Exemplo 02: Calcule o limite de y 𝑥→1 1 𝑥−1 . Se tentarmos fazer a substituição de 𝑥 por 1, tem-se 1 dividido por 0, o que não é possível de resolver. Então, é necessário calcular essa função utilizando os valores de 𝑥 próximos de 1, tanto à direita, quanto à esquerda. Temos então que para 𝑥 = 0,999999, temos 𝑦 = −1.000.000. Para 𝑥 = 1,000001, temos 𝑦 = +1.000.000. Podemos observar que, de acordo com que 𝑥 aproxima-se de 1, pela esquerda, obtém-se cada vez mais um número negativo menor, tendendo a −∞ (lê-se, menos infinito). E quando 𝑥 aproxima-se de 1 pela direita, o valor 𝑦 é cada vez maior, tendendo a +∞ (lê-se, mais infinito). Aqui é dito que o limite da função no ponto 𝑥 = 1 não existe, sendo justificado pelo fato de que os limites laterais à esquerda e à direita são diferentes. Agora que já lhe foi apresentado o básico de limite, vamos a uma aplicação em um caso real. 3.1.1 Preço de venda Antes de dar início a aplicação, vamos a algumas fórmulas importantes: • Ponto de Equilíbrio Físico (𝑃𝐸) = A divisão do Custo Fixo (𝐶𝐹) pela Margem de Contribuição Unitária (𝑀𝐶𝑈) (𝑃𝐸 = 𝐶𝐹 𝑀𝐶𝑢 ) • A Margem de Contribuição Unitária (𝑀𝐶𝑈) = A diferença entre o Preço de Venda (PV) e os Custos Variáveis Unitários (𝐶𝑉𝑢) (𝑀𝐶𝑢 = 𝑃𝑉 − 𝐶𝑉𝑢) Suponha que em um lava-jato, o 𝐶𝐹 é de R$ 1.692,00 e o 𝐶𝑉𝑢 é de R$4,40. Com essas informações, podemos escrever que: 𝑃𝐸 = 1.692 𝑃𝑉 − 4,4 Com essa função, calcularemos os seguintes limites: lim 𝑃𝑉→10 𝑃𝐸 = 1.692 𝑃𝑉 − 4,4 Aqui, sendo 𝑃𝑉 = 10, temos 𝑃𝐸 = 302,14, concluindo que o ponto de equilíbrio para um preço de vendas a R$ 10,00, é de aproximadamente 303 carros lavados, ou seja, esse é o limite do ponto de equilíbrio do lava-jato, para o valor de R$ 10,00. Agora, atribuindo 𝑃𝑉 = 4,4, observe o que acontece. lim 𝑃𝑉→4,4 𝑃𝐸 = 1.692 𝑃𝑉 − 4,4 Aqui, podemos observar a importância que a Margem de Contribuição Unitária tem. Ao aplicar o valor de 𝑃𝑉 = 4,4, temos 1.692 dividido por zero, o que é impossível de calcular. Mas, se substituirmos 𝑃𝑉 por um valor próximo a 4,4, como 4,41, veremos que o ponto de equilíbrio tende a ser um número muito grande. 𝑃𝐸 = 1.692 4,41 − 4,4 = 1.692 0,01 = 162.200 Agora, se atribuirmos um valor próximo a 4,4. mas pela esquerda, como 4,43, temos o seguinte: 𝑃𝐸 = 1.692 4,43 − 4,4 = 1.692 −0,01 = −169.200 Assim, concluímos que o limite lateral à direita do ponto de equilíbrio do lava- jato em função do preço de vende é +∞, já o limite lateral à esquerda é −∞, sendo inexistente o limite no ponto. Essa análise do limite lateral à esquerda, deixa claro que trabalhar sem margem de contribuição, com preço de venda igual ou abaixo do custo variável unitário, leva a empresa a nunca ter ponto de equilíbrio. 3.2 Derivada Se 𝑦 = 𝑓(𝑥) e 𝑥0, está no domínio de 𝑓 , então, pela taxa de variação instantânea de 𝑓 em 𝑥0, é dito que, o limite da taxa de variação média entre 𝑥0 e 𝑥0 + 𝛥𝑥 à medida em que 𝛥𝑥 tende a 0 é: lim 𝛥𝑥→0 𝛥𝑦 𝛥𝑥 = lim 𝛥𝑥→0 𝑓(𝑥0 + 𝛥𝑥) − 𝑓(𝑥0) 𝛥𝑥 Contanto que esse limite exista. Tal limite também é chamado de derivada de 𝑓 em 𝑥0 (AYRES; MENDELSON, 2013) Considerando a derivada de 𝑓 em um ponto arbitrário 𝑥 de seu domínio: lim 𝛥𝑥→0 𝛥𝑦 𝛥𝑥 = lim 𝛥𝑥→0 𝑓(𝑥 + 𝛥𝑥) − 𝑓(𝑥) 𝛥𝑥 O valor da derivada é uma função de 𝑥 e será denotado por qualquer uma das expressões a seguir: 𝐷𝑥𝑦 = 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = 𝑦′ = 𝑓′(𝑥) = 𝑑 𝑑𝑥 𝑦 = 𝑑 𝑑𝑥 𝑓(𝑥) = lim 𝛥𝑥→0 = 𝛥𝑦 𝛥𝑥 O valor 𝑓′(𝑎) da derivada 𝑓 em um ponto 𝑎 em particular é, algumas vezes, denotado por 𝑑𝑦 𝑑𝑥 | 𝑥=𝑎 Exemplo 03: Encontre a derivada de 𝑦 = 𝑓(𝑥) 1 𝑥−2 em 𝑥 = 1 e 𝑥 = 3. 𝛥𝑦 = 𝑓(𝑥 + 𝛥𝑥) − 𝑓(𝑥) = 1 (𝑥 + 𝛥𝑥) − 2 − 1 𝑥 − 2 = (𝑥 − 2) − 𝑥(𝑥 + 𝛥𝑥 − 2) (𝑥 − 2)(𝑥 + 𝛥𝑥 − 2) = −𝛥𝑥 (𝑥 − 2)(𝑥 + 𝛥𝑥 − 2) 𝛥𝑦 𝛥𝑥 = −1 (𝑥 − 2)(𝑥 + 𝛥𝑥 − 2) Então, 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = lim 𝛥𝑥→0 −1 (𝑥−2)(𝑥+𝛥𝑥−2) = 1 (𝑥−2)² Em 𝑥 = 1, 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = −1 (1−2)² = −1. Em 𝑥 = 3, 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = −1 (𝑥−2)² = −1. 3.2.1 Encontrando a função derivada Para realizar o cálculo de uma função derivada, normalmente regras de derivação e propriedades são utilizadas, adiante são apresentadas algumas regras. Caso você tenha conhecimento acerca deste conteúdo, verá que não serão abordadas todas as regras e propriedades das derivadas, visto que é um conteúdo que extrapola nossos objetivos. 1ª Regra: A derivada de uma função constante é igual a zero. Se 𝑦 = 𝑐, então, 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = 0, ou seja, se 𝑦 = 5, 𝑦′ = 0. 2ª Regra: A derivada de uma função potência do tipo 𝑦 = 𝑥𝑛 será: 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = 𝑛. 𝑥𝑛−1 Assim, se 𝑦 = 𝑥², 𝑦′ = 2𝑥. 3ª Regra: A derivada de um produto de uma constante por uma função será a constante multiplicada pela derivada da função. Se 𝑦 = 𝑘. 𝑓(𝑥), então, 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = 𝑘. 𝑓′(𝑥). Assim, se 𝑦 = 3. 𝑥2, então, 𝑦′ = 3 . 2𝑥 = 6. 𝑥 4ª Regra: A derivada de uma soma de funções é igual à soma das respectivas derivadas. Se 𝑦 = 𝑓(𝑥) + 𝑔(𝑥) + ℎ(𝑥), então 𝑦′ = 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = 𝑓′(𝑥) + 𝑔′(𝑥) + ℎ′(𝑥) Assim, se 𝑦 = 3 . 𝑥2 + 6 . 𝑥 + 4, então, 𝑦′ = 3 . 2 . 𝑥 + 6 + 0 = 6. 𝑥 + 6 5ª Regra: A derivada de um produto de duas funções é igual à soma da primeira função multiplicada pela derivada da segunda, mais a derivada da primeira função multiplicada pela segunda função. Se 𝑦 = 𝑓(𝑥). 𝑔(𝑥), então, 𝑦′ = 𝑓(𝑥). 𝑔′(𝑥) + 𝑓′(𝑥). 𝑔(𝑥) Assim, se 𝑦 = 3𝑥2. (6𝑥 + 1), então: 𝑦′ = 3𝑥2. 6 + 6 . 𝑥 (6𝑥 + 1) 𝑦′ = 18𝑥2 + 36𝑥2 + 6𝑥 𝑦′ = 54𝑥2 + 6𝑥 6ª Regra: A derivada de um quociente de duas funções é igual à diferença da derivada da primeira multiplicada pela segunda função e a primeira função multiplicada pela derivada da segunda. Esta diferença é dividida pelo quadrado da segunda função. Se 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑔(𝑥) , então, 𝑦′ = 𝑓′(𝑥).𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥).𝑔′(𝑥) 𝑔(𝑥)² Assim, se𝑦 = 3𝑥2 6𝑥+1 , então: 𝑦′ = 6𝑥. (6𝑥 + 1) − 3𝑥2. 6 36𝑥2 + 12𝑥 + 1 = 36𝑥2 + 6𝑥 − 18𝑥2 36𝑥2 + 12𝑥 + 1 = 18𝑥2 + 6𝑥 36𝑥2 + 12𝑥 + 1 = 6. (3𝑥2 + 1) 36𝑥2 + 12𝑥 + 1 7ª Regra: A derivada da função logarítmica de 𝑥 é igual ao inverso de 𝑥. Se 𝑦 = 𝐿𝑛(𝑥), então, 𝑦′ = 1 𝑥 . Assim, se 𝑦 = 𝐿𝑛(𝑥 + 1), então, 𝑦′ = 1 𝑥+1 . 8ª Regra: A derivada da função exponencial 𝑦 = 𝑎𝑥, com 𝑎 > 0 e ≠ 1, é igual a 𝑎𝑥 multiplicado por ln (𝑎). Assim, se 𝑦 = 3𝑥 , então: 𝑦′ = 3𝑥 ln(3) ≈ 1,099 ∙ 3𝑥 . 9ª Regra: A derivada de uma função composto do tipo, 𝑦 = 𝑓(𝑔(𝑥)) é 𝑦′ = 𝑓′(𝑥). 𝑔′(𝑥) Assim, 𝑦 = 2 . (3𝑥2 + 2𝑥 + 1)², então, 𝑦 = 𝑓(2𝑢2) 𝑢 = 3𝑥2 + 2𝑥 + 1 𝑦′ = 4. 𝑢. 𝑢 𝑦′ = 4(3𝑥2 + 2𝑥 + 1) . (6𝑥 + 2) 𝑦′ = (12𝑥2 + 8𝑥 + 4) . (6𝑥 + 2) 𝑦′ = 72𝑥3 + 24𝑥2 + 48𝑥216𝑥 + 24𝑥 + 8 𝑦′ = 72𝑥3 + 72𝑥2 + 40𝑥 + 8 3.3 Aplicações da derivada em administração Dentre as áreas em que as derivadas podem ser aplicadas na administração, esta seção será voltada ao custo marginal, receita marginal, lucro marginal e o Lote Econômico de Compra (LEC). 3.3.1 Custo marginal, receita marginal e lucro marginal Seja 𝐶𝑇 = 𝐶𝑇(𝑥), 𝑥 ≥ 0, o custo total para produção de 𝑥 unidade de um produto em específico. Supondo que a atual produção é de 𝑥 unidades e, devido ao esperado aumento de demanda, a empresa iniciou um estudo para verificar a possibilidade de aumentar a produção em 𝛥𝑥 unidades. Um ponto importante que a empresa precisa verificar é qual será, em média, o custo extra ou marginal que sucederá desse aumento na produção de cada uma das unidades. O custo extra médio é o custo marginal médio no nível de produção 𝑥 e relativo ao acréscimo 𝛥𝑥 é indicado por 𝐶𝑀𝐺𝑚. O custo marginal médio no nível 𝑥 de produção e relativo ao acréscimo 𝛥𝑥, é dado por: 𝐶𝑀𝐺𝑚 = 𝐶𝑇(𝑥 + 𝛥𝑥) − 𝐶𝑇(𝑥) 𝛥𝑥 = 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎çã𝑜 𝑛𝑜 𝑐𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎çã𝑜 𝑛𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 O curso marginal (𝐶𝑀𝐺) em cálculo, corresponde ao limite para 𝛥𝑥 tendendo a zero do curso marginal médio, em outras palavras, o custo marginal é a derivada do custo total. 𝐶𝑀𝐺(𝑥) = lim 𝛥𝑥→0 𝐶𝑇(𝑥 + 𝛥𝑥) − 𝐶𝑇(𝑥) 𝛥𝑥 = 𝐶𝑀𝐺(𝑥) = 𝐶𝑇′(𝑥) = 𝑑𝐶𝑇 𝑑𝑥 Dessa forma, podemos considerar o custo marginal como a velocidade com que o custo total está variando no nível 𝑥 de produção. A velocidade com que o custo total está variando no nível 𝑥 de produção é de 𝑑𝐶𝑇 𝑑𝑥 (sendo considerado como reais por unidade produzida). Conforme Guidorizzi (2010), ao pensar em termos de diferenciais, 𝑑𝐶𝑇 = 𝐶𝑇′(𝑥)𝑑𝑥. Então, para 𝑑𝑥 suficientemente pequeno, 𝑑𝐶𝑇 será um valor aproximado para o custo extra, ou marginal que a empresa terá com a produção dessas 𝑑𝑥 unidades extras. Ao considerar que 𝑑𝑥 é suficientemente pequeno, significa considerar que 𝑑𝑥 é uma pequena fração da unidade. Exemplo 04: Para um acréscimo na produção de 𝑑𝑥 = 0,0000001 unidade, a variação no custo total será de aproximadamente, 𝐶𝑇′(𝑥) = 0,0000001. Trazendo essa teoria para o cotidiano, quando se deseja avaliar o custo extra correspondente a um acréscimo de 𝛥𝑥 unidades na produção, utiliza-se o custo marginal médio. Quando 𝛥𝑥 = 1, é comum administradores e economistas referirem- se a este custo marginal médio simplesmente como custo marginal. Para diferenciar o custo marginal do que foi definido anteriormente, este será chamado de custo marginal do administrador e será indicado por 𝐶𝑀𝐺𝐴. Assim, o custo marginal do administrador no nível de produção 𝑥 é o custo extra, ou marginal em virtude do aumento de uma unidade na produção. 𝐶𝑀𝐺𝐴(𝑥) = 𝐶𝑇(𝑥 + 1) − 𝐶𝑇(𝑥) Portanto, o custo marginal do administrador no nível de produção 𝑥, é o custo extra que a empresa terá pela produção de uma unidade extra. Geralmente, o custo marginal, dado pela derivada do custo total, difere do custo marginal do administrador. Quando o custo total for linear, eles serão iguais, mas, ao raciocinar com o custo marginal, sempre é bom pensá-lo como o custo marginal do administrador, pois assim que você vai fazer quando se tornar administrador. De modo análoga, é definido como Receita Marginal (RMG), a Receita Marginal do Administrador (RMGA), o lucro marginal (LMG), e o Lucro Marginal do Administrador (LMGA). A RMG é a derivada da receita 𝑅 = 𝑅(𝑥), sendo, 𝑅𝑀𝐺(𝑥) = 𝑅′(𝑥) = 𝑑𝑅 𝑑𝑥 A RMGA é a receita extra ou marginal pela primeira venda de uma unidade extra, sendo: 𝑅𝑀𝐺𝐴(𝑥) = 𝑅(𝑥 + 1) − 𝑅(𝑥) Por outro lado, o Lucro Marginal (LMG) é a derivada do lucro 𝐿 = 𝐿(𝑥), e é representado como: 𝐿𝑀𝐺(𝑥) = 𝐿′(𝑥) = 𝑑𝐿 𝑑𝑥 O Lucro Marginal do Administrador (LMGA) é a variação no lucro (que poderá ser positiva ou negativa) em virtude do acréscimo na produção de uma unidade extra, e é representado como: 𝐿𝑀𝐺𝐴(𝑥) = 𝐿(𝑥 + 1) − 𝐿(𝑥) Visto que o lucro é a diferença entre a receita e o custo total, 𝐿 = 𝑅 − 𝐶𝑇 e a derivada de uma soma é a soma das derivadas, temos a seguinte relação entre o lucro marginal, a receita marginal e o custo marginal: 𝑑𝐿 𝑑𝑥 = 𝑑𝑅 𝑑𝑥 − 𝑑𝐶𝑇 𝑑𝑥 Conforme Guidorizzi (2010), na visão de um administrador, o custo marginal, no nível de produção 𝑥, é o custo extra que a empresa terá com a produção de uma unidade a mais, a receita marginal é o mesmo que o preço de venda desta unidade extra, e o lucro marginal é o que a empresa lucrará na venda. Assim, se a receita marginal for maior que o custo marginal, com o aumento na produção, consequentemente, o lucro aumentará, mas se em um nível de produção 𝑥, a receita marginal for menor que o custo marginal, o lucro marginal será negativo, consequentemente, o lucro da empresa estará diminuindo. Nível de produção que maximiza o lucro Suponhamos que as funções 𝐶𝑇 = 𝐶𝑇(𝑥) e 𝑅 = 𝑅(𝑥), sejam deriváveis no intervalo [0, 𝑏], em que 𝑏 é o nível máximo de produção que a empresa comporta. Seja 𝑥𝑚á𝑥 o nível de produção que torna o lucro 𝐿 = 𝐿(𝑥) máximo. Se 𝑥𝑚á𝑥 𝑑𝐶𝑇 𝑑𝑥 para todo 𝑥 no intervalo [0, 𝑏], teremos 𝐿′(𝑥) > 0, para 0 ≤ 𝑥 ≤ 𝑏, logo, o lucro será crescente neste intervalo e, então, o lucro máximo ocorrerá no nível máximo de produção que é 𝑥 = 𝑏 (GUIDORIZZI, 2010). Exemplo 05: Uma empresa produz um único produto com a seguinte função de custo total: 𝐶𝑇 = 𝑥2 + 𝑥 + 50, 0 ≤ 𝑥 ≤ 𝑏, em que 𝑏, é o nível máximo de produção que a empresa comporta. Sabe-se que o produto é vendido a R$ 35,00 a unidade, e que já mercado para toda produção. a) Qual o custo marginal? 𝐶𝑀𝐺 = 𝑑𝐶𝑇 𝑑𝑥 = (𝑥2 + 𝑥 + 50)′ = 2𝑥 + 1 Assim, no nível de produção 𝑥 o custo marginal é 𝐶𝑀𝐺(𝑥) = 2𝑥 + 1. b) Qual a receita? E a receita marginal? 𝑅 = 35𝑥, 𝑥 ≥ 0. A receita marginal é a derivada da receita, portanto, 𝑅′ = (35𝑥)′ = 35. Assim, a receita marginal é 𝑅𝑀𝐺(𝑥) = 35. c) Qual o lucro? Qual o lucro marginal? 𝐿 = 𝑅 − 𝐶𝑇, ou seja, 𝐿 = 35𝑥 − (𝑥2 + 𝑥 + 5) e, portanto, 𝐿 = −𝑥2 + 34𝑥 − 5, com 𝑥 ≥ 0. O lucro marginal é a derivada do lucro, assim, 𝐿𝐺𝑀 = 𝐿′ = −2𝑥 + 34 d) Supondo 𝑏 = 20, em que nível de produção o lucro será máximo? Qual o lucro máximo? O nível 𝑥 de produção, com 𝑥de 𝑥 teremos: 𝐿 = −172 + 34 . 17 − 5 = −289 + 578 − 5 = 284. O nível de produção que maximiza o lucro é 𝑥 = 17 e o lucro máximo é R$ 284,00. 3.3.2 Lote Econômico de Compra (LEC) Suponhamos que um supermercado venda mensalmente (mês de 30 dias), 𝑀 kg de arroz e que a venda seja uniforme ao longo do mês. Para que o supermercado possa vender este arroz, antes terá que adquiri-lo junto a um fornecedor. Estes 𝑀 kg poderão ser adquiridos em um único lote de 𝑀 kg, no início do mês, e estocado, ou poderão ser feitos pedidos em lotes de 𝑀 2 kg a cada 15 dias, ou 𝑀 3 𝑘𝑔 a cada 10 dias etc. Supõe-se que, um pouco antes de o estoque zerar, é feito o pedido de reposição e que esta reposição ocorra simultaneamente com a venda da última unidade estocada. Bom, a decisão da gerência do supermercado de quanto comprar por vez, levará em consideração, os custos que incorrerão. Dois tipos de custos são considerados: o custo 𝐶𝑚 (em reais) de manutenção de uma unidade em estoque por 30 dias e o custo 𝐶𝑝 (custo de pedido) que ocorre cada vez que um pedido de compra é colocado. Supondo que o custo de manutenção é proporcional ao tempo que o produto permanece estocado, a quantidade 𝑄 que deverá ser pedida de cada vez é aquela que minimizará a soma dos custos com estocagem e com pedidos. Esta quantidade 𝑄 é o nosso Lote Econômico de Compra (LEC). Para determinar O LEC, primeiramente, é preciso saber como calcular os gastos com pedidos e com a manutenção. Supondo que no período de 30 dias sejam feitos 𝑛 pedidos em lotes de 𝑄 unidades: O gasto com os pedidos será então 𝐶𝑝. 𝑛. Como devemos ter 𝑛. 𝑄 = 𝑀, resultando 𝑛 = 𝑀 𝑄 . Então, o custo com os pedidos será 𝑀𝐶𝑝 𝑄 . Agora é necessário calcular o gasto com a estocagem, para isso, basta determinar quantas unidades, em média, vão ficar estocadas no período de 30 dias. Se o estoque for reposto 𝑛 vezes no período, estoque médio, ao longo do período de 30 dias, será 𝑀 2𝑛 , como 𝑛 = 𝑀 𝑄 , resulta que o estoque médio é, 𝑄 2 . Visto que a manutenção de uma unidade, no decorrer de 30 dias, custa 𝐶𝑚, resulta que o custo de manutenção com 𝑄 2 unidades será de 𝐶𝑚𝑄 2 . Agora já é possível estabelecer a fórmula para o calculo do LEC. Sendo 𝑄 a quantidade pedida de cada vez, o LEC será o valor de 𝑄, que tornará mínima a soma dos custos com pedidos e manutenção. A soma dos custos é chamada de custo total com o estoque, sendo indicado por C, teremos: 𝐶 = 𝐶𝑚𝑄 2 + 𝑀𝐶𝑝 𝑄 , 0 0 para 𝑄 > 0. O gráfico do custo total 𝐶 tem sua concavidade para cima, portanto, para o 𝑄 encontrado, o valor de 𝐶 será mínimo, então, o valor de 𝑄 será valor do lote econômico de compra. 𝐿𝐸𝐶 = √ 2𝑀𝐶𝑝 𝐶𝑚 Exemplo 06: Um supermercado vende 3.000 kg de arroz por mês (mês de 30 dias) e a venda, ao longo do mês, é uniforme. O custo com pedido de reposição de estoque é de R$30,00 e o custo de manutenção é de R$0,20 por kg e por mês. a) Expresse o custo total com o estoque em função da quantidade pedida de cada vez e construa uma tabela considerando as possibilidades de 1 a 5 pedidos no mês. O custo com o pedido é 𝐶𝑝 = 30 e o custo de manutenção é 𝐶𝑚 = 0,20, temos que: 𝐶 = 0,20 𝑄 2 + 30 .3.000 𝑄 , ou seja, 𝐶 = 0,10 𝑄 + 90.000 𝑄 , 𝑄 > 0. Repondo o estoque cinco vezes e, portanto, em lotes de 600 kg, o custo total com o estoque será de R$210,00, repondo 4 vezes, em lotes de 750 kg, o custo total será de R$195,00 etc. Pela tabela, entre as possibilidades sugeridas, a melhor opção será três reposições, em lotes de 1.000 kg, pois, neste caso, o custo total de R$190,00 é o menor. b) Qual o lote econômico de compra? 𝐿𝐸𝐶 = √ 2 . 3.000 . 30 0,20 ≅ 948,68 Para este valor de 𝑄 o custo total é de R$189,74. Pedindo lotes de 1.000 kg o custo total de R$190,00 difere muito pouco de R$189,74. Para simplificar as operações é preferível repor em lotes de 1.000 kg, embora o LEC seja 948,68. Na prática é assim que se procede. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AYRES, F. MENDELSON, R. Cálculo. Tradução: Adonai Shlup Sant'Anna. 5 ed. São Paulo: Bookman, 2013. GUIDORIZZI, Hamilton Luiz. Matemática para administração. Rio de Janeiro: LTC, 2010. MORETTIN, Pedro A.; HAZZAN, Samuel; BUSSAB, Wilton O. Introdução ao cálculo para administração, economia e contabilidade. 2. ed. São Paulo: Saraiva, 2017. SILVA, F. C. M.; ABRÃO, M. Matemática básica para decisões administrativas 2 ed. São Paulo: Atlas, 2017.