内容正文:
1.4 充分条件与必要条件
复习导入
在初中,我们已经对命题有了初步的认.一般地,我们把用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题.判断为真的语句是真命题,判断为假的语句是假命题.中学数学中的许多命题可以写成“若,则”“如果,那么”等形式.其中称为命题的条件,称为命题的结论.本节主要讨论这种形式的命题.下面我们将进一步考察“若,则”形式的命题中和的关系,学习数学中的三个常用的逻辑用语——充分条件、必要条件和充要条件.
新知探索
思考1:下列“若,则”形式的命题中,哪些是真命题?哪些是假命题?
(1)若平行四边形的对角线互相垂直,则这个平行四边形是菱形;
(2)若两个三角形的周长相等,则这两个三角形全等;
(3)若,则;
(4)若平面内两条直线和均垂直于直线,则.
在命题(1)(4)中,由条件通过推理可以得出结论,所以它们是真命题.在命题(2)(3)中,由条件不能得出结论,所以它们是假命题.
新知探索
一般地,“若,则”为真命题,是指由通过推理可以得出这时,我们就说,由可以推出记作并且说,是的充分条件,是的必要条件.
如果“若,则”为假命题,那么由条件不能推出记作此时,我们就说不是的充分条件,不是的必要条件.
上述命题(1)(4)中的是的充分条件,是的必要条件,而命题(2)(3)中的不是的充分条件,不是的必要条件.
例1.下列“若,则”形式的命题中,哪些命题中的是的充分条件?
(1)若四边形的两组对角分别相等,则这个四边形是平行四边形;
(2)若两个三角形的三边成比例,则这两个三角形相似;
(3)若四边形为菱形,则这个四边形的对角线互相垂直;
(4)若则
(5)若则
(6)若为无理数,则为无理数.
解:(1)这是一条平行四边形的判定定理,所以是的充分条件.
(2)这是一条相似三角形的判定定理,所以是的充分条件.
(3)这是一条菱形的性质定理,所以是的充分条件.
(4)由于,但,所以不是的充分条件.
(5)由等式的性质知,所以是的充分条件.
(6)为无理数,但为有理数,,所以不是的充分条件.
在已知的命题中充分条件与必要条件的判断
例2.下列“若,则”形式的命题中,哪些命题中的是的必要条件?
(1)若四边形是平行四边形,则这个四边形的两组对角分别相等;
(2)若两个三角形相似,则这两个三角形的三边成比例;
(3)若四边形的对角线互相垂直,则这个四边形为菱形;
解:(1)这是平行四边形的一条性质定理,所以,是的必要条件.
(2)这是三角形相似的一条性质定理,所以,是的必要条件.
(3)如图,四边形的对角线互相垂直,但它不是菱形,,所以,不是的必要条件.
在已知的命题中充分条件与必要条件的判断
例2.下列“若,则”形式的命题中,哪些命题中的是的必要条件?
(4)若,则
(5)若,则
(6)若为无理数,则为无理数.
解:(4)显然,,所以,是的必要条件.
(5)由于,但,,所以,不是的必要条件.
(6)由于为无理数,但不全是无理数,,所以,不是的必要条件.
一般地,要判断“若,则”形式的命题中是否为的必要条件,只需判断是否有“”,即“若,则”是否是真命题.
在已知的命题中充分条件与必要条件的判断
例1.下列命题中,是否是的充分条件?
(1)
(2)四边形的对角线相等,四边形是矩形;
(3)
解:(1)∵时,,但
∴,即不是的充分条件.
(2)∵等腰梯形的对角线相等,但等腰梯形不是矩形
∴,即不是的充分条件.
(3)∵当时,成立,
∴,即是的充分条件.
例
各题
在给定的两个语句p、q中充分条件与必要条件的判断
练习
例1.下列命题中,是否是的充分条件?
(4)无实根;
(5)设
解:(4)∵当时,
即无实根.
∴,即是的充分条件.
(5)∵当时,满足.
∴,即是的充分条件.
各题
在给定的两个语句p、q中充分条件与必要条件的判断
练习
解:(1)在中,根据大角对大边可得
(2)由,解得或,不一定有
∴,即不是的充分条件.
(3)∵,
∴,即是的充分条件.
(4)∵等腰梯形的对角线相等,∴,即是的充分条件.
变1.下列命题中,是否是的充分条件?
(1)在中,
(2)
(3)
(4)一个四边形是等腰梯形,四边形的对角线相等.
在给定的两个语句p、q中充分条件与必要条件的判断
例3.是否存在实数,使“”是“或”的充分条件?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
解:令或由,得
当时,即即
此时或
∴当时,是或的充分条件.
2.
在给定的两个语句p、q中充分条件与必要条件的判断
练习
方法技巧:
1.定义法判断充分条件的步骤:
(1)分清“条件”与“结论”.
(2)判断条件能否推出结论.
(3)下结论:若“条件结论”,则是的充分条件;若“条件结论”,则不是的充分条件.
2.集合法判断充分条件
已知满足条件,满足条件.若,