Problemas de Interés Compuesto con Soluciones Detalladas

Interés compuesto problemas con respuestas y soluciones detalladas se presentan a continuación.

Práctica Gratuita para los Exámenes SAT, ACT y Compass Math

Problemas de Práctica

  1. Un capital de \( \$2000 \) se coloca en una cuenta de ahorros al \( 3\% \) anual capitalizable anualmente. ¿Cuánto hay en la cuenta después de un año, dos años y tres años?
  2. ¿En qué se convertirían \( \$1000 \) en una cuenta de ahorros al \( 3\% \) anual durante 3 años si el interés no se capitaliza (interés simple)? ¿En qué se convertiría la misma cantidad después de 3 años si se capitaliza anualmente?
  3. Se depositan \( \$100 \) en una cuenta de ahorros al \( 5\% \) con interés simple. La misma cantidad se coloca en una cuenta de ahorros al \( 5\% \) capitalizable anualmente. Calcula la cantidad total \(A\) después de \(t\) años en cada plan y grafica ambas. Usa las gráficas para estimar cuánto tiempo tarda cada plan en duplicar la cantidad inicial.
  4. Si se colocan \( \$3000 \) en una cuenta al \( 5\% \) capitalizable trimestralmente durante 5 años, ¿cuánto hay en la cuenta al final de los 5 años?
  5. Se colocan \( \$1200 \) en una cuenta al \( 4\% \) capitalizable anualmente durante 2 años. Luego se retiran y se colocan en otro banco al \( 5\% \) capitalizable anualmente durante 4 años. ¿Cuál es el saldo final?
  6. Se colocan \( \$1200 \) en una cuenta al \( 4\% \) capitalizable diariamente durante 2 años. Luego se retiran y se colocan en otro banco al \( 5\% \) capitalizable diariamente durante 4 años. ¿Cuál es el saldo final? (Compara con el problema anterior.)
  7. Se colocan \( \$1200 \) en una cuenta al \( 4\% \) capitalizable continuamente durante 2 años. Luego se retiran y se colocan en otro banco al 5% capitalizable continuamente durante 4 años. ¿Cuál es el saldo final? (Compara con los dos problemas anteriores.)
  8. ¿Qué capital se debe depositar en una cuenta de ahorros al \( 4.5\% \) capitalizable mensualmente para obtener \( \$10,000 \) después de 8 años?
  9. Se depositan \( \$120 \) en una cuenta al \( 7\% \) capitalizable continuamente, mientras que \( \$150 \) se depositan en una cuenta al \( 5\% \) capitalizable anualmente. ¿Cuánto tiempo tardan en igualarse los dos saldos?
  10. Una cuenta de ahorros paga el \( 5\% \) capitalizable anualmente. Otra paga el \( 5\% \) capitalizable continuamente. ¿Qué inversión es mejor a largo plazo?
  11. ¿Qué tasa de interés anual se necesita para que \( \$4000 \) crezcan a \( \$4500 \) en 10 años?
  12. Se depositan \( \$1000 \) al \( 2\% \) capitalizable continuamente. Se depositan \( \$500 \) al \( 8\% \) capitalizable continuamente. ¿Cuándo serán iguales los dos saldos? ¿Cuándo será el segundo saldo un 50% mayor que el primero?
  13. Un banco ofrece el \( 4\% \) de interés capitalizable trimestralmente. Un cliente deposita \( \$200 \) al principio de cada trimestre durante un año. ¿Cuál es la cantidad total al final del año?
  14. Se invierten \( \$1500 \) durante 5 años al \( 2\% \) durante los primeros dos años, al \( 5\% \) durante el tercer año, y al 6% durante los últimos dos años, todo capitalizable continuamente. ¿Cuál es la cantidad final?

Soluciones

  1. Solución

    Para la capitalización anual, la cantidad después de \(t\) años es

    \[ A = P(1 + r)^t \]

    Después de 1 año: \[ A = 2000(1.03)^1 = 2060 \] Después de 2 años: \[ A = 2000(1.03)^2 = 2121.80 \] Después de 3 años: \[ A = 2000(1.03)^3 = 2185.45 \]

  2. Solución

    Interés simple: \[ A = P(1 + rt) = 1000(1 + 0.03 \times 3) = 1090 \] Interés compuesto: \[ A = 1000(1.03)^3 = 1092.73 \]

    La cuenta con capitalización compuesta produce un mayor rendimiento.

  3. Solución

    Interés simple: \[ A = 100(1 + 0.05t) \] Interés compuesto: \[ A = 100(1.05)^t \]

    El interés compuesto se duplica en aproximadamente 14 años, mientras que el interés simple se duplica en aproximadamente 20 años.

    Gráfica de interés simple vs compuesto

  4. Solución

    Cuando el interés se capitaliza \(n\) veces al año durante \(t\) años, la cantidad está dada por

    \[ A = P\left(1 + \frac{r}{n}\right)^{nt} \]

    La capitalización trimestral da \(n = 4\).

    \[ A = 3000\left(1 + \frac{0.05}{4}\right)^{4 \times 5} = 3846.11 \]
  5. Solución

    Primera cuenta (4% anual durante 2 años):

    \[ A = 1200(1.04)^2 = 1297.92 \]

    Segunda cuenta (5% anual durante 4 años):

    \[ A = 1297.92(1.05)^4 = 1577.63 \]
  6. Solución

    La capitalización diaria asume 365 días por año.

    Primera cuenta (4% durante 2 años):

    \[ A = 1200\left(1 + \frac{0.04}{365}\right)^{365 \times 2} = 1299.94 \]

    Segunda cuenta (5% durante 4 años):

    \[ A = 1299.94\left(1 + \frac{0.05}{365}\right)^{365 \times 4} = 1587.73 \]

    El saldo final es más alto que con la capitalización anual.

  7. Solución

    Para la capitalización continua, la cantidad después de \(t\) años es

    \[ A = Pe^{rt} \]

    Primera cuenta (4% durante 2 años):

    \[ A = 1200e^{0.04 \times 2} = 1299.94 \]

    Segunda cuenta (5% durante 4 años):

    \[ A = 1299.94e^{0.05 \times 4} = 1587.75 \]

    Esto es esencialmente lo mismo que la capitalización diaria.

  8. Solución

    Se nos da la cantidad final \(A = 10{,}000\).

    \[ 10{,}000 = P\left(1 + \frac{0.045}{12}\right)^{12 \times 8} \]

    Resolviendo para \(P\):

    \[ P = \frac{10{,}000}{\left(1 + \frac{0.045}{12}\right)^{96}} = 6981.46 \]
  9. Solución

    Capitalización continua:

    \[ A_1 = 120e^{0.07t} \]

    Capitalización anual:

    \[ A_2 = 150(1.05)^t \]

    Igualamos las dos cantidades:

    \[ 120e^{0.07t} = 150(1.05)^t \]

    Tomando logaritmos naturales:

    \[ \ln(120) + 0.07t = \ln(150) + t\ln(1.05) \]

    Resolviendo para \(t\):

    \[ t = \frac{\ln(150) - \ln(120)}{0.07 - \ln(1.05)} \approx 10.5 \text{ años} \]

    Comparación de capitalización anual vs continua

  10. Solución

    Capitalización continua:

    \[ A_1 = 100e^{0.05t} \]

    Capitalización anual:

    \[ A_2 = 100(1.05)^t \]

    De las gráficas, la capitalización continua produce un saldo más alto a largo plazo.

    Comparación de tasas de crecimiento

  11. Solución

    Tenemos:

    \[ 4000(1 + r)^{10} = 4500 \]

    Resolviendo para \(r\):

    \[ (1 + r)^{10} = \frac{4500}{4000} \] \[ r = e^{\frac{1}{10}\ln(4500/4000)} - 1 \approx 0.012 \]
  12. Solución

    Saldos:

    \[ A_1 = 1000e^{0.02t}, \quad A_2 = 500e^{0.08t} \]

    Cuando los saldos son iguales:

    \[ 1000e^{0.02t} = 500e^{0.08t} \] \[ t = \frac{\ln 2}{0.06} \approx 11.5 \text{ años} \]

    Cuando \(A_2 = 1.5A_1\):

    \[ 500e^{0.08t} = 1500e^{0.02t} \] \[ t = \frac{\ln 3}{0.06} \approx 18.5 \text{ años} \]
  13. Solución

    Cada depósito crece durante un período de tiempo diferente.

    \[ A_1 = 200\left(1 + \frac{0.04}{4}\right)^4 = 208.12 \] \[ A_2 = 200\left(1 + \frac{0.04}{4}\right)^3 = 206.06 \] \[ A_3 = 200\left(1 + \frac{0.04}{4}\right)^2 = 204.02 \] \[ A_4 = 200\left(1 + \frac{0.04}{4}\right) = 202.00 \] \[ \text{Total} = 820.20 \]
  14. Solución

    La inversión crece continuamente a diferentes tasas.

    \[ A = 1500e^{(0.02 \times 2 + 0.05 \times 1 + 0.06 \times 2)} \] \[ A = 1850.51 \]

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