内容正文:
第一章
充分条件,必要条件,充要条件
充分条件,必要条件
1.1
充要条件
1.2
1.1
充分条件,必要条件
充分条件,必要条件
1.1
观察
下面所说的事情是真还是假?
(1)太阳从东边出来.
(2)雪是黑的.
(3) .
(4)是自然数.
抽象
上面所说的事情,(1)和(3)是真的,(2)和(4)是假的.
能够判断真假的陈述句叫作命题.
如果一个命题叙述的事情是真的,就说它是真命题;如果一个命题叙述的事情是假的,就说它是假命题.
1.1
充分条件,必要条件
是命题吗?如果表示的数大于 5,那么这句话是真的;如果表示的数小于或等于5,那么这句话是假的.因此不是命题.由于当表示的数明确时,的是确定的,因此我们今后对命题作进一步讨论时,允许包括像这样的陈述句,只是要记住:它的真假性随表示的数而定.
在数学中,对于含有字母的陈述句,当字母表示的数的范围明确时,就能判断它是真还是假,这时这个陈述句是命题.例如,“对于任意实数,都有”这句话是真的,它是真命题.又如,“对于任意实数,都有这句话是假的,它是假命题,这是因为当时,,此时不会大于0.
为简便起见,命题常用小写英文字母,,,…来记.例如
,
意思是命题为"”.
1.1
充分条件,必要条件
观察
命题 “如果是自然数,那么是整数”是真还是假?
由于每一个自然数都是整数,因此上述命题为真.此时我们把“是自然数”称为条件,把“是整数”称为结论.
1.1
充分条件,必要条件
用联结词把一些命题连接起来构成的新命题称为复合命题.
用联结词“如果,那么”连接两个命题和,构成复合命题“如果,那么”.从为真出发,通过逻辑推理得出为真,则“如果,那么”为真,习惯上说成“推出”,记作“”.这时把称为条件,把称为结论.这种做法就是通常的证明.
抽象
1.1
充分条件,必要条件
1
判断下列复合命题是真还是假.
(1)如果,那么;
(2)如果且,那么.
(1)如果,那么.因此复合命题“如果,那么”为真.
(2)如果且,那么.因此复合命题“如果且,那么”为真.
例
解
1.1
充分条件,必要条件
2
判断复合命题“如果,那么”是真还是假.
取,,则.但是,因此复合命题“如果,那么”为假.
例
解
评注 从例2看到,对于复合命题“如果,那么”,找出一个使为真而为假的例子,则“如果,那么”为假.这种做法叫作举反例.
1.1
充分条件,必要条件
观察
我们用大圆圈的内部表示整数集,用小圆圈的内部表示自然数集,如图1.1-1所示.复合命题“如果是自然数,那么是整数”为真,于是,“是自然数是整数”.是自然数,在图中的小圆圈内,当然在大圆圈内,从而可以说:“是自然数”是“是整数”的充分条件.要进入图中的小圆圈内,就必须进入大圆圈内,从而可图1.1-1以说:“是整数”是“是自然数”的必要条件.
1.1
充分条件,必要条件
一
当复合命题“如果,那么”为真时,有
,
这时我们称是的充分条件,称是的必要条件.
抽象
3
是的什么条件?是的什么条件?
例
由于复合命题“如果,那么”为真,因此有
,
从而是的充分条件,是的必要条件.
解
1.1
充分条件,必要条件
4
一
且是的什么条件?是且的什么条件?
由于复合命题“如果且,那么”为真,因此有
,
从而的充分条件,是的必要条件.
例
解
1.1
充分条件,必要条件
5
一
“一个四边形是正方形”是“这个四边形是矩形”的什么条件?
“一个四边形是矩形”是“这个四边形是正方形”的什么条件?
由于复合命题“如果一个四边形是正方形,那么这个四边形是矩形”为真,因此有
,
从而“一个四边形是正方形”是“这个四边形是矩形”的充分条件,“一个四边形是矩形”是“这个四边形是正方形”的必要条件.
例
解
1.1
充分条件,必要条件
6
一
设一幢楼房里没有电梯,“一个人上楼”是“他走楼梯”的什么条件?“一个人走楼梯”是“他上楼”的什么条件?
若一幢楼房里没有电梯,由于复合命题“如果一个人上楼,那么他走楼梯”为真,因此有
.
从而“一个人上楼”是“他走楼梯”的充分条件,“一个人走楼梯”是“他上楼”的必要条件.
例
解
1.1
充分条件,必要条件
7
一
是的什么条件?是的什么条件?
由于复合命题“如果,那么”为真,因此有
,
从而是的充分条件,是的必要条件.
例
解
1.1
充分条件,必要条件
1.2
充要条件
充要条件
2
观察
设一幢楼房里没有电梯,下列两个复合命题都是真的吗?
(1)如果一个人上楼或下楼,那么他走楼梯;
(2)如果一个人走楼梯,那么他上楼或下楼.
1.2
2
由于这幢楼房里没有电梯,因此命题(1)和命题(2)都是真的.从而有
(1)
(2)
从(1)式得,
“一个人走楼梯”是“他上楼或下楼”的必要条件.
从(2)式得