内容正文:
2.2 充分条件、必要条件、充要条件
课程标准
核心素养
通过对典型数学命题的梳理:
1.理解必要条件的意义,理解性质定理与必要条件的关系.
2.理解充分条件的意义,理解判定定理与充分条件的关系.
3.理解充要条件的意义,理解数学定义与充要条件的关系.
1.数学抽象:能从教材实例中抽象出充分条件、必要条件的意义;能从教材实例中抽象出判定定理与充分条件的关系,以及性质定理与必要条件的关系.
2.逻辑推理:能进行有关充分条件、必要条件的判断;能用举反例的方法判断一个命题是假命题.
高效课时1/ 充分条件、必要条件
知识探究区——注重知识生成过程
【情境导入】
某居民的卧室里安有一盏灯,在卧室门口和床头各有一个开关,任意一个开关都能够独立控制这盏灯.这就是电器上常用的“双刀”开关,如图所示.
问题:(1)A开关闭合时B灯一定亮吗?
(2)B灯亮时A开关一定闭合吗?
提示:(1)A开关闭合时B灯一定亮.
(2)B灯亮时A开关不一定闭合.
【知识概括】
命题
真假
“若p,则q”
为真命题
“若p,则q”为假命题
推出
关系
p⇒q
p⇒/q
条件
关系
p是q的充分条件;
q是p的必要条件
p不是q的充分条件;
q不是p的必要条件
【要点解读】
(1)若p⇒q,则p是q的充分条件.所谓充分,就是说条件是充足的,是足够的.当命题具备此条件时,就可以得出此结论;或要使此结论成立,只要具备此条件就足够了.
(2)充分条件是“有之必成立,无之未必不成立”.例如:x=5⇒ x2=25成立,并且当命题不具备此条件时,结论也可能成立,如x=-5⇒ x2=25也成立.
(3)若p⇒q,则q是p的必要条件.所谓必要,就是条件是必须有的,必不可少的,缺其不可.“有之未必成立,无之必不成立”.如当x2=25成立时,未必有x=5成立;但x2≠25时,必有x=5不成立.
(4)对于“p⇒q”,蕴含以下多种解释:
①“若p,则q”形式的命题为真命题;
②由条件p可以得到结论q;
③p是q的充分条件或q的充分条件是p;
④只要有条件p,就一定有结论q,即p对于q是充分的;
⑤q是p的必要条件或p的必要条件是q;
⑥为得到结论q,具备条件p就可以推出.
显然,“p是q的充分条件”与“q是p的必要条件”表述的是同一个逻辑关系,即p⇒q,只是说法不同.
注意:不能将“若p,则q”与“p⇒q”混为一谈,只有“若p,则q”为真命题时,才有“p⇒q”,即“p⇒q”⇔“若p,则q”为真命题.
[示例] (教材P29例1改编)命题“已知n∈Z,若a=4n,则a是偶数”中,“a是偶数”是“a=4n”的________条件;“a=4n”是“a是偶数”的________条件.(用“充分”“必要”填空)
必要 充分 解析:当a是偶数时,取a=2,不能得到a=4n;当a=4n时,a是偶数.
故“a是偶数”是“a=4n”的必要条件,“a=4n”是“a是偶数”的充分条件.
[对点练] (2022·浙江杭州高一期末)若a,b∈R,则“a=b”是“a2=b2”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
A 解析:由a2=b2可得a=b或a=-b,
∴“a=b”是“a2=b2”的充分不必要条件.
知识点二 判定定理和性质定理与充分条件、必要条件的关系
【情境导入】
问题:1.“一组对边平行且相等的四边形为平行四边形”可以看成一个判定定理,这里“一组对边平行且相等”是“四边形为平行四边形”的什么条件?
2.“菱形的对角线互相垂直”可以看成一个性质定理,这里“四边形对角线互相垂直”是“四边形是菱形”的什么条件?
提示:1.充分条件;2.必要条件.
【知识概括】
(1)性质定理是指某类对象具有的具体特征,所以性质定理具有“必要性”;
(2)判定定理是指对象只要具有某具体的特征,就一定有该对象的所有特征,所以判定定理具有“充分性”;
(3)数学中的定义既可以用于判定,也可以作为性质.即数学中的定义具有“充要性”.
能力提升区——注重题型技法阐释
题型一 充分、必要条件的判断方法
充分、必要条件的判断方法
(1)定义法
若p⇒q,q⇒/p,则p是q的充分不必要条件;
若p⇒/q,q⇒p,则p是q的必要不充分条件;
若p⇒/q,q⇒/p,则p是q的既不充分也不必要条件.
(2)集合法
对于集合A={x|x满足条件p},B={x|x满足条件q},具体情况如下:
若A⊆B,则p是q的充分条件;
若A⊇B,则p是q的必要条件;
若AB,则p是q的充分不必要条件;
若BA,则p是q的必要不充分条件.
(3)等价法
等价转化法就是在判断含有与“否”有关命题条件之间的充要关系时,根据原命题与其逆否命题的等价性转化为形式较为简单的两个条