La estructura de capital de una empresa es la combinación de deuda y patrimonio con la que se planea financiar las inversiones que generarán los ingresos futuros (flujos de caja). Tanto la deuda como el patrimonio tienen rendimientos exigidos (RB y RS respectivamente), con los cuales, cuando se ponderan por su respectiva participación, se obtiene el costo promedio ponderado de capital (RWACC); es decir, el costo global en que la empresa incurre por los fondos recibidos. De ahí que lo más conveniente para una compañía sea disminuir este costo lo máximo posible, pues esto a su vez aumenta su valor. Modigliani y Miller propusieron que, en un mundo con impuestos, mientras mayor sea el apalancamiento, menor será el RWACC y, por ende, mayor será el valor de la empresa, lo que implica que esta puede apalancarse sin límite y seguir incrementando su valor indefinidamente, lo cual no se condice con la realidad. Otras teorías afirman que la empresa no puede endeudarse indefinidamente, sino que existe un punto de inflexión a partir del cual aparecen costos asociados a la excesiva deuda (quiebra, agencia, etc.) que causan que el valor de la empresa deje de aumentar y, por el contrario, comience a disminuir. Calcular este punto de inflexión sería hallar la estructura óptima de capital. Esta investigación se enfocó en encontrar y brindar un modelo matemático que permita sustentar analíticamente el concepto del punto de inflexión y su cálculo basándose en la premisa de que los costos de quiebra, agencia y otros asociados al aumento de la deuda se reflejan en la tasa RB. Así, se logró determinar las expresiones matemáticas de RS, y sobre todo de RB, que permiten que exista un costo promedio ponderado de capital (RWAAC) mínimo y, de esta forma, que también exista una estructura óptima de capital. Adicionalmente, se presenta un ejercicio comparativo utilizando un estudio previo de estructura óptima de capital con el fin de comparar resultados y determinar si el modelo analítico desarrollado en el presente trabajo brinda resultados congruentes con los desarrollos de aquel.