内容正文:
1.2.2
充 要 条 件
主题 充要条件的概念
1.已知p:整数a是6的倍数,q:整数a是2和3的倍数.请判断:p是q的充分条件吗?p是q的必要条件吗?
提示:p⇒q,故p是q的充分条件,又q⇒p,故p是q的必要条件.
2.通过判断,你发现了什么?这种关系是否对任意一个“若p,则q”的命题只要具备上述命题的条件都成立?你能用数学语言概括出来吗?
提示:可以发现p既是q的充分条件,又是q的必要条件,且这种关系对“若p,则q”的命题只要具备p⇒q,q⇒p都成立,即p⇔q.
结论:充要条件的概念
如果既有p⇒q,又有q⇒p,就记作p⇔q.此时,我们说p是
q的_________条件,简称_____条件.
概括地说,如果p⇔q,那么p与q互为_____条件.
充分必要
充要
充要
【对点训练】
1.“x>19”是“log2 020(x-18)<0”的 ( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【解析】选D.由log2 020(x-18)<0得0<x-18<1,即18<x<19,故“x>19”是“log2 020(x-18)<0”的既不充分也不必要条件.
2.设θ∈R,则“0<θ< ”是“sin θ< ”的 ( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【解析】选A.因为0<θ < ,故sin θ< ,由
sin θ< ,
得 π+2kπ<θ< +2kπ,k∈Z,推不出“0<θ< ”,
故“0<θ< ”是“sin θ< ”的充分不必要条件.
类型一 充分条件、必要条件、充要条件的判断
【典例1】(1)(2018·北京高考)设a,b均为单位向量,
则“|a-3b|=|3a+b|”是“a⊥b”的( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
(2)判断下列各题中p是q的什么条件.
①在△ABC中,p:A>B,q:BC>AC.
②p:x>1,q:x2>1.
③p:(a-2)(a-3)=0,q:a=3.
④p:a<b,q: <1.
【解题指南】可根据充分、必要、充要条件的特点,分两个步骤进行判断:①判断充分性;②判断必要性.
【解析】(1)选C.|a-3b|=|3a+b|等价于|a-3b|2
=|3a+b|2,即(a-3b)2=(3a+b)2,等价于a2+9b2-6a·b
=9a2+b2+6a·b,又因为a,b为单位向量,所以a2=1,b2=1,
所以1+9-6a·b=9+1+6a·b,即a·b=0,等价于a⊥b.
所以“|a-3b|=|3a+b|”是“a⊥b”的充分必要条件.
(2)①由三角形中大角对大边可知,若A>B,
则BC>AC;反之,若BC>AC,则A>B.
因此,p是q的充要条件.
②由x>1可以推出x2>1;由x2>1,得x<-1或x>1,不一定有x>1.
因此,p是q的充分不必要条件.
③由(a-2)(a-3)=0可以推出a=2或a=3,不一定有a=3;由a=3可以得出(a-2)(a-3)=0.
因此,p是q的必要不充分条件.
④由于a<b,当b<0时, >1;当b>0时, <1,
故若a<b,不一定有 <1;当a>0,b>0, <1时,可以推出
a<b;当a<0,b<0, <1时,可以推出a>b.
因此p是q的既不充分也不必要条件.
【方法总结】判断充分条件、必要条件及充要条件的四种方法
(1)定义法:直接判断“若p,则q”以及“若q,则p”的真假.
(2)集合法:即利用集合的包含关系判断.
(3)等价法:即利用p⇔q与q⇔p的等价关系,一般地,对于条件和结论是否定形式的命题,一般运用等价法.
(4)传递法:充分条件和必要条件具有传递性,即由p1⇒p2⇒…⇒pn,可得p1⇒pn;充要条件也有传递性.
【拓展延伸】充分条件、必要条件、充要条件与四种命题的关系
判定充分条件、必要条件时,可以与四种命题的关系结合起来.把p与q分别记作原命题的条件与结论,则原命题与逆命题的真假同p与q之间的关系如下:
①如果原命题为真,逆命题为假,那么p是q的充分不必要条件;
②如果原命题为假,逆命题为真,那么p是q的必要不充分条件;
③如果原命题与逆命题都为真,那么p是q的充要条件;
④如果原命题与逆命题都为假,那么p是q的既不充分也不必要条件.
【跟踪训练】
1.设a,b是向量,则“|a|=|b|”是“|a+b|=|a-b|”的 ( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【解析】选D.若|a|=|b|成立,则以a,b为邻边的平行四
边形为菱形.a+b,a-b表示的是该菱形的对角线