内容正文:
1.4.2 充要条件
学习目标
1.结合具体实例,理解充分条件、必要条件、充要条件的意义.
2.会求(判断)某些问题成立的充分条件、必要条件、充要条件.
3.能够利用命题之间的关系判定充要关系或进行充要条件的证明.
1.充分条件与必要条件的含义分别是什么?
复习与回顾
一般地,若命题“若p,则q”为真命题,即
则称p是q的充分条件,q是p的必要条件
则称p不是q的充分条件,q不是p的必要条件
一般地,若命题“若p,则q”为假命题,即
一般来说,数学中的每一个判定定理都给出了相应数学结论成立的充分条件。
一般来说,数学中的每一个性质定理都给出了相应数学结论成立的必要条件。
2.判定定理和性质定理与命题的条件有何关系?
思考: 下列“若p,则q”形式的命题中,哪些命题与它们的逆命题都是真命题?
(1)若两个三角形的两角和其中一角所对的边分别相等,则这两个三角形全等;
(2)若两个三角形全等,则这两个三角形的周长相等;
(3)若一元二次方程ax2+bx+c=0有两个不相等的实数根,则ac<0;
(4)若A∪B是空集,则A与B均是空集.
提示 不难发现,上述命题中的命题(1)(4)和它们的逆命题都是真命题;
命题(2)是真命题,但它的逆命题是假命题;
命题(3)是假命题,但它的逆命题是真命题.
知识梳理
如果“若p,则q”和它的逆命题“若q,则p”均是真命题,即既有 ,又有 ,就记作 ,此时,p既是q的充分条件,也是q的必要条件,我们说p是q的充分必要条件,简称为 条件.
p⇒q
q⇒p
p⇔q
充要
【练习】
辨析(对的打“√”,错的打“×”)
(1)两个三角形相似的充要条件是两个三角形的三边对应成比例. ( )
(2)“p是q的充要条件”与“p的充要条件是q”表达的意义相同. ( )
(3)若p是q的充要条件,q是r的充要条件,则p是r的充要条件. ( )
如何判断命题中的条件是结论的充要条件?
思考
方法:若p,则q”和它的逆命题 “若q,则p”均是真命题
√
×
√
例 下列各题中,哪些p是q的充要条件?
(1)p:四边形是正方形,q:四边形的对角线互相垂直且平分;
(2)p:两个三角形相似,q:两个三角形三边成比例;
(3)p:xy>0,q:x>0,y>0;
(4)p:x=1是一元二次方程ax²+bx+c=0的一个根,q:a+b+c=0 (a≠0)
例题讲解
(1)p
q
充分不必要条件
(2)
充要条件
(3)必要不充分条件
(4)充要条件
题型 充要条件的证明
例 求证:关于x的方程ax2+bx+c=0(a≠0)有一正根和一负根的充要条件是ac<0.
证明:充分性:由ac<0可得b2-4ac>0及x1·x2=<0,
∴方程ax2+bx+c=0,有两不相等的实根,且两根异号,即方程ax2+bx+c=0有一正根和一负根.
必要性:由于方程ax2+bx+c=0,有一正根和一负根,∴Δ=b2-4ac>0,x1·x2=<0,∴ac<0.综上可知,关于x的方程ax2+bx+c=0(a≠0)有一正根和一负根的充要条件是ac<0.
方法归纳
充要条件的证明思路
根据充要条件的定义,证明充要条件时要从充分性和必要性两个方面分别证明.一般地,证明“p成立的充要条件为q”:
①充分性:把q当作已知条件,结合命题的前提条件,推出p;
②必要性:把p当作已知条件,结合命题的前提条件,推出q.
巩固训练 求证:一次函数y=kx+b(k≠0)的图象过原点的充要条件是b=0.
证明:①充分性:如果b=0,那么y=kx,
x=0时y=0,函数图象过原点.
②必要性:因为y=kx+b(k≠0)的图象过原点,
所以x=0时y=0,得0=k·0+b,b=0.
综上,一次函数y=kx+b(k≠0)的图象过原点的充要条件是b=0.
能力提升
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教材P22 练习1~3
1.下列各题中,哪些p是q的充要条件?
(1) p:三角形为等腰三角形,q:三角形存在两角相等;
(2) p: ⊙O内两条弦相等,q: ⊙O内两条弦所对的圆周角相等;
(3) p: A∩B是空集, q:A与B之一为空集.
p是q的充要条件
A
B
C
D
p不是q的充要条件
p不是q的充要条件
思考: (2)(3)中p是q的什么条件?
教材P22 练习1~3
2.分别写出“两个三角形全等”和“两个三角形相似”的几个充要条件.
①“两个三角形的三边相等”
③“两个三角形的两角和它们的夹边分别相等”
②“两个三角形的两边和它们的夹角分别相等”
④“两个三角形的两角和其中一角的对边相等”
两个三角形全等