内容正文:
2.2 充分条件、必要条件、充要条件
课程标准
学习目标
1、理解充分条件、必要条件、充要条件的意义.
2、会求(判定)某些简单命题的条件关系.
3、会判断、证明充要条件.
4、通过学习,弄清对条件的判断应该归结为.
1、数学抽象: 理解充分条件、必要条件、充要条件的意义
2、逻辑推理: 对命题真假的判断
3、数学运算: 通过命题之间的逻辑关系求参数的范围。
知识点01 充分条件与必要条件充要条件的概念
符号与的含义
“若,则”为真命题,记作:;
“若,则”为假命题,记作:.
充分条件、必要条件与充要条件
①若,称是的充分条件,是的必要条件.
②如果既有,又有,就记作,这时是的充分必要条件,称是的充要条件.
知识点诠释:对的理解:指当成立时,一定成立,即由通过推理可以得到.
①“若,则”为真命题;
②是的充分条件;
③是的必要条件
以上三种形式均为“”这一逻辑关系的表达.
【即学即练1】(2024·高一·河南·期末)已知甲、乙、丙三人的年龄均为正整数,且甲的年龄大于乙的年龄,则“乙的年龄大于丙的年龄”是“甲与丙的年龄之差不小于2”的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
知识点02 充分条件、必要条件与充要条件的判断
从逻辑推理关系看
命题“若,则”,其条件p与结论q之间的逻辑关系
①若,但,则是的充分不必要条件,是的必要不充分条件;
②若,但,则是的必要不充分条件,是的充分不必要条件;
③若,且,即,则、互为充要条件;
④若,且,则是的既不充分也不必要条件.
从集合与集合间的关系看
若,,
①若AB,则是的充分条件,是的必要条件;
②若A是B的真子集,则是的充分不必要条件;
③若A=B,则、互为充要条件;
④若A不是B的子集且B不是A的子集,则是的既不充分也不必要条件.
知识点诠释:充要条件的判断通常有四种结论:充分不必要条件、必要不充分条件、充要条件、既不充分也不必要条件.判断方法通常按以下步骤进行:
①确定哪是条件,哪是结论;
②尝试用条件推结论,
③再尝试用结论推条件,
④最后判断条件是结论的什么条件.
【即学即练2】(2024·高一·江苏连云港·开学考试)若不等式的一个充分条件为,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
知识点03 充要条件的证明
要证明命题的条件是结论的充要条件,既要证明条件的充分性(即证原命题成立),又要证明条件的必要性(即证原命题的逆命题成立)
知识点诠释:对于命题“若,则”
①如果是的充分条件,则原命题“若,则”与其逆否命题“若,则”为真命题;
②如果是的必要条件,则其逆命题“若,则”与其否命题“若,则”为真命题;
③如果是的充要条件,则四种命题均为真命题.
【即学即练3】(2024·高一·全国·课后作业)已知,设二次函数,其中a,c均为实数.证明:对于任意,均有成立的充要条件是.
题型一:充分条件与必要条件的判断
【典例1-1】(2024·高一·安徽安庆·阶段练习)对于,用表示不大于的最大整数,例如:,,则“”是“”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
【典例1-2】(2024·高一·重庆沙坪坝·阶段练习)已知是的充分条件,是的充分不必要条件,是的必要条件,是的必要条件,现有下列命题:①是的必要不充分条件;②是的充分不必要条件;③是的充分不必要条件;④是的充要条件.正确的命题序号是( )
A.① B.② C.③ D.④
【方法技巧与总结】
判断充分条件、必要条件的注意点
(1)明确条件与结论.
(2)判断若p,则q是否成立时注意利用等价命题.
(3)可以用反例说明由p推不出q,但不能用特例说明由p可以推出q.
充分条件、必要条件的两种判断方法
(1)定义法:
①确定谁是条件,谁是结论;
②尝试从条件推结论,若条件能推出结论,则条件为充分条件,否则就不是充分条件;
③尝试从结论推条件,若结论能推出条件,则条件为必要条件,否则就不是必要条件.
(2)命题判断法:
①如果命题:“若p,则q”为真命题,那么p是q的充分条件,同时q是p的必要条件;
②如果命题:“若p,则q”为假命题,那么p不是q的充分条件,同时q也不是p的必要条件.
【变式1-1】(2024·高一·四川乐山·期中)设甲:,乙:,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
【变式1-2】(2024·全国·高一假期作业)设:或;:或,则是的( )
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
【变式1-3】(2024·四川攀枝花·高一攀枝花市第三高级中学校校考阶段练习)设为两个非空集合,“,都有”是“A是B的真子集”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
题型二:充要条件的判断
【典例2-1】(2024·高一·云南临沧·期末)二次函数的图象与x轴没有交点的充要条件是( )
A. B.
C. D.,
【典例2-2】(2024·高二·重庆北碚·期末)已知p:,q:,则p是q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
【方法技巧与总结】
判断p是q的充要条件,关键是判断及这两个命题是否都成立.
【变式2-1】(2024·高一·安徽黄山·期末)已知“p:一元二次方程有一正根和一负根;q:.”则p是q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
【变式2-2】(2024·高一·浙江杭州·期末)已知,,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
题型三:根据充分条件求参数取值范围
【典例3-1】(2024·高一·陕西西安·开学考试)已知命题,命题或,其中.若是成立的充分不必要条件,求的取值范围.
【典例3-2】(2024·高一·陕西榆林·阶段练习)已知:实数满足集合,:实数满足集合或.
(1)若,求;
(2)若是的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【方法技巧与总结】
(1)化简p、q两命题,
(2)根据p与q的关系(充分、必要、充要条件)转化为集合间的关系,
(3)利用集合间的关系建立不等关系,
(4)求解参数范围.
【变式3-1】(2024·高一·全国·专题练习)已知集合,或.
(1)当时,求;
(2)若,且“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【变式3-2】(2024·高一·云南德宏·期末)设集合,集合或.
(1)当时,求,;
(2)设命题,命题,若p是q的充分不必要条件,求实数的取值范围.
题型四:根据必要条件求参数取值范围
【典例4-1】(2024·高一·河北衡水·开学考试)已知集合.
(1)若,求;
(2)若“”是“”成立的必要条件,求实数的取值范围.
【典例4-2】(2024·高一·湖北恩施·期末)已知集合,,.
(1)求,;
(2)若“”是“”的必要不充分条件,求实数的取值范围.
【方法技巧与总结】
(1)化简p、q两命题,
(2)根据p与q的关系(充分、必要、充要条件)转化为集合间的关系,
(3)利用集合间的关系建立不等关系,
(4)求解参数范围.
【变式4-1】(2024·高一·上海·期末)已知集合.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若“”是“”的必要非充分条件,求实数的取值范围.
【变式4-2】(2024·高一·江苏宿迁·阶段练习)设全集,集合,非空集合
(1)若是的充分条件,求实数的取值范围;
(2)若是的必要条件,求实数的取值范围.
题型五:根据充要条件求参数取值范围
【典例5-1】(2024·高三·全国·专题练习)已知命题,若是的充要条件,则 .
【典例5-2】(2024·高一·江苏苏州·阶段练习)已知集合,集合,若命题“”是命题“”的充要条件,则实数a的值是 .
【方法技巧与总结】
(1)化简p、q两命题,
(2)根据p与q的关系(充分、必要、充要条件)转化为集合间的关系,
(3)利用集合间的关系建立不等关系,
(4)求解参数范围.
【变式5-1】(2024·高一·云南大理·期末)若“不等式成立”的充要条件为“”,则实数的值为 .
【变式5-2】(2024·高一·重庆沙坪坝·阶段练习)若“”是“”的充要条件,则实数m的取值是 .
题型六:充分条件、必要条件的探求
【典例6-1】(2024·高二·上海松江·期末)若,则“”的一个充分不必要条件可以是( )
A. B.
C. D.
【典例6-2】(2024·高一·江苏苏州·阶段练习)设,不等式的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
(1)寻求q的充分条件p,即求使结论q成立的条件p;
(2)寻求q的必要条件p,即求以q为条件可推出的结论p.
【变式6-1】(2024·高一·江苏·专题练习)的一个必要条件但不是充分条件是( )
A. B.
C. D.
【变式6-2】(2024·高一·江苏无锡·阶段练习)不等式在上恒成立的一个必要不充分条件是( )
A. B.
C. D.
【变式6-3】(多选题)(2024·高一·安徽芜湖·期中)使不等式成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
题型七:充要条件的证明
【典例7-1】(2024·高一·广西南宁·期中)求证:是是等边三角形的充要条件.(这里,,是的三边边长).
【典例7-2】(2024·高一·重庆沙坪坝·期中)已知的三边长为,其中.求证:为等边三角形的充要条件是.
【方法技巧与总结】
(1)证明充分性;
(2)证明必要性.
【变式7-1】(2024·高二·福建福州·阶段练习)设a,b,,求证:关于x的方程有一个根是1的充要条件为.
【变式7-2】(2024·高一·全国·专题练习)设a,b,c分别是△ABC的三条边,且.则△ABC为直角三角形的充要条件是.试用边长a,b,c探究△ABC为锐角三角形的一个充要条件,并证明.
1.(2024·高二·河北邢台·阶段练习)设,,则“”是“”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
2.(2024·高三·北京房山·期末)“”是“”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
3.(多选题)(2024·高一·安徽亳州·阶段练习)已知,,则“”是真命题的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
4.(多选题)(2024·高一·广东深圳·阶段练习)若甲是乙的充分不必要条件,乙是丙的充要条件,丙是丁的必要不充分条件,则下列说法正确的是( )
A.乙是甲的必要不充分条件 B.甲是丙的充分不必要条件
C.丁是甲的既不充分也不必要条件 D.乙是丁的充要条件
5.(2024·高一·全国·专题练习)设,一元二次方程有实数根的充要条件是 .
6.(2024·高一·河北沧州·阶段练习)请写出“”的一个必要不充分条件: .
7.(2024·高一·江西萍乡·期末)已知,集合,.
(1)若,求;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
8.(2024·高一·安徽六安·期末)已知,.
(1)若,求;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
9.(2024·高一·江苏镇江·期中)已知集合,.
(1)当时,求;
(2)若“”是“”必要不充分条件,求实数的取值范围.
10.(2024·高一·内蒙古赤峰·期中)已知集合或,.
(1)若,求,;
(2)若“”是“”的必要不充分条件,求的取值范围.
11.(2024·高一·江苏·专题练习)已知,,是否存在实数m使p是q的充要条件?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
12.(2024·高一·湖南郴州·阶段练习)设集合,;
(1)用列举法表示集合;
(2)若是的充要条件,求实数的值.
13.(2024·高一·江苏·专题练习)设分别为的三边的长,求证:关于的方程与有公共实数根的充要条件是.
14.(2024·高一·江苏·假期作业)求证:方程有两个同号且不相等实根的充要条件是.
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2.2 充分条件、必要条件、充要条件
课程标准
学习目标
1、理解充分条件、必要条件、充要条件的意义.
2、会求(判定)某些简单命题的条件关系.
3、会判断、证明充要条件.
4、通过学习,弄清对条件的判断应该归结为.
1、数学抽象: 理解充分条件、必要条件、充要条件的意义
2、逻辑推理: 对命题真假的判断
3、数学运算: 通过命题之间的逻辑关系求参数的范围。
知识点01 充分条件与必要条件充要条件的概念
符号与的含义
“若,则”为真命题,记作:;
“若,则”为假命题,记作:.
充分条件、必要条件与充要条件
①若,称是的充分条件,是的必要条件.
②如果既有,又有,就记作,这时是的充分必要条件,称是的充要条件.
知识点诠释:对的理解:指当成立时,一定成立,即由通过推理可以得到.
①“若,则”为真命题;
②是的充分条件;
③是的必要条件
以上三种形式均为“”这一逻辑关系的表达.
【即学即练1】(2024·高一·河南·期末)已知甲、乙、丙三人的年龄均为正整数,且甲的年龄大于乙的年龄,则“乙的年龄大于丙的年龄”是“甲与丙的年龄之差不小于2”的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】若乙的年龄大于丙的年龄,则乙与丙的年龄之差不小于1.因为甲的年龄大于乙的年龄,
所以甲与乙的年龄之差不小于1,所以甲与丙的年龄之差不小于2,反之不成立.
故“乙的年龄大于丙的年龄”是“甲与丙的年龄之差不小于”的充分不必要条件.
故选:C.
知识点02 充分条件、必要条件与充要条件的判断
从逻辑推理关系看
命题“若,则”,其条件p与结论q之间的逻辑关系
①若,但,则是的充分不必要条件,是的必要不充分条件;
②若,但,则是的必要不充分条件,是的充分不必要条件;
③若,且,即,则、互为充要条件;
④若,且,则是的既不充分也不必要条件.
从集合与集合间的关系看
若,,
①若AB,则是的充分条件,是的必要条件;
②若A是B的真子集,则是的充分不必要条件;
③若A=B,则、互为充要条件;
④若A不是B的子集且B不是A的子集,则是的既不充分也不必要条件.
知识点诠释:充要条件的判断通常有四种结论:充分不必要条件、必要不充分条件、充要条件、既不充分也不必要条件.判断方法通常按以下步骤进行:
①确定哪是条件,哪是结论;
②尝试用条件推结论,
③再尝试用结论推条件,
④最后判断条件是结论的什么条件.
【即学即练2】(2024·高一·江苏连云港·开学考试)若不等式的一个充分条件为,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由,得到,
又不等式的一个充分条件为,所以,
故选:C.
知识点03 充要条件的证明
要证明命题的条件是结论的充要条件,既要证明条件的充分性(即证原命题成立),又要证明条件的必要性(即证原命题的逆命题成立)
知识点诠释:对于命题“若,则”
①如果是的充分条件,则原命题“若,则”与其逆否命题“若,则”为真命题;
②如果是的必要条件,则其逆命题“若,则”与其否命题“若,则”为真命题;
③如果是的充要条件,则四种命题均为真命题.
【即学即练3】(2024·高一·全国·课后作业)已知,设二次函数,其中a,c均为实数.证明:对于任意,均有成立的充要条件是.
【解析】因为,所以函数图像的对称轴方程为直线,且,所以.
先证充分性:因为,且,所以.
再证必要性:因为,所以只需即可.即,从而.综上可知,
对于任意,均有成立的充要条件是.
题型一:充分条件与必要条件的判断
【典例1-1】(2024·高一·安徽安庆·阶段练习)对于,用表示不大于的最大整数,例如:,,则“”是“”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
【答案】A
【解析】当时,如,,不能得到,
由,则,又,所以一定能得到,
所以“”是“”成立的充分不必要条件.
故选:.
【典例1-2】(2024·高一·重庆沙坪坝·阶段练习)已知是的充分条件,是的充分不必要条件,是的必要条件,是的必要条件,现有下列命题:①是的必要不充分条件;②是的充分不必要条件;③是的充分不必要条件;④是的充要条件.正确的命题序号是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【解析】因为是的的充分条件,所以.因为是的充分不必要条件,所以,,
因为是的必要条件,所以.因为是的必要条件,所以,
所以由,,可得,
则是的充要条件,命题①错误;
则是的充要条件,命题②错误;
因为,,所以,,故是的充分不必要条件,命题③正确;
易得,,所以是的必要不充分条件,命题④错误,
故选:C.
【方法技巧与总结】
判断充分条件、必要条件的注意点
(1)明确条件与结论.
(2)判断若p,则q是否成立时注意利用等价命题.
(3)可以用反例说明由p推不出q,但不能用特例说明由p可以推出q.
充分条件、必要条件的两种判断方法
(1)定义法:
①确定谁是条件,谁是结论;
②尝试从条件推结论,若条件能推出结论,则条件为充分条件,否则就不是充分条件;
③尝试从结论推条件,若结论能推出条件,则条件为必要条件,否则就不是必要条件.
(2)命题判断法:
①如果命题:“若p,则q”为真命题,那么p是q的充分条件,同时q是p的必要条件;
②如果命题:“若p,则q”为假命题,那么p不是q的充分条件,同时q也不是p的必要条件.
【变式1-1】(2024·高一·四川乐山·期中)设甲:,乙:,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
【答案】A
【解析】由题,可得;但由,可得或,
故甲是乙的充分条件但不是必要条件,
故选:A.
【变式1-2】(2024·全国·高一假期作业)设:或;:或,则是的( )
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
【答案】A
【解析】根据题意可得,,
易知是的真子集,所以,
因此,是的充分不必要条件.
故选:A
【变式1-3】(2024·四川攀枝花·高一攀枝花市第三高级中学校校考阶段练习)设为两个非空集合,“,都有”是“A是B的真子集”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】由题意,都有可得A是B的子集,推不出A是B的真子集;
反之,A是B的真子集,则必有,都有,
故“,都有”是“A是B的真子集”的必要不充分条件,
故选:B
题型二:充要条件的判断
【典例2-1】(2024·高一·云南临沧·期末)二次函数的图象与x轴没有交点的充要条件是( )
A. B.
C. D.,
【答案】B
【解析】由二次函数的图象与x轴没有交点,
故,得,
故答案为:B
【典例2-2】(2024·高二·重庆北碚·期末)已知p:,q:,则p是q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
【答案】C
【解析】由可得:,即,
即,所以,
故p是q的充要条件.
故选:C.
【方法技巧与总结】
判断p是q的充要条件,关键是判断及这两个命题是否都成立.
【变式2-1】(2024·高一·安徽黄山·期末)已知“p:一元二次方程有一正根和一负根;q:.”则p是q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
【答案】C
【解析】因为方程有一正根和一负根,则有,
所以,故p是q的充分必要条件.
故选:C
【变式2-2】(2024·高一·浙江杭州·期末)已知,,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】从充分性和必要性两个方面,分和讨论,分别求解证明即可.当 ,时,此时成立,
当,时,此时成立,
即可以推出,
反之,若,则中至少有一个负数,
若均为负数,必然有,
若,则,
因为,则必有,
所以可以推出,
故“”是“”的充分必要条件.
故选:C.
题型三:根据充分条件求参数取值范围
【典例3-1】(2024·高一·陕西西安·开学考试)已知命题,命题或,其中.若是成立的充分不必要条件,求的取值范围.
【解析】令,或,
因为是的充分不必要条件,所以真包含于,
所以或,解得或,
故的取值范围为或.
法二:由真包含于,可得如下两种情况,
结合数轴得或,
解得或,
故的取值范围为或.
【典例3-2】(2024·高一·陕西榆林·阶段练习)已知:实数满足集合,:实数满足集合或.
(1)若,求;
(2)若是的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【解析】(1)因为,所以,又或,
所以或;
(2)因为是的充分不必要条件,所以是的真子集,所以或,
所以或.
【方法技巧与总结】
(1)化简p、q两命题,
(2)根据p与q的关系(充分、必要、充要条件)转化为集合间的关系,
(3)利用集合间的关系建立不等关系,
(4)求解参数范围.
【变式3-1】(2024·高一·全国·专题练习)已知集合,或.
(1)当时,求;
(2)若,且“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【解析】(1)当时,集合,
因为集合或,所以或.
(2)由集合或,可得,
因为,且 “”是“”充分不必要条件,
可得,则,解得,即实数的取值范围是.
【变式3-2】(2024·高一·云南德宏·期末)设集合,集合或.
(1)当时,求,;
(2)设命题,命题,若p是q的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【解析】(1)当时,;
所以,或.
(2)若是的充分不必要条件,则是的真子集;
∴或,解得:或,
所以,实数的取值范围是.
题型四:根据必要条件求参数取值范围
【典例4-1】(2024·高一·河北衡水·开学考试)已知集合.
(1)若,求;
(2)若“”是“”成立的必要条件,求实数的取值范围.
【解析】(1)因为当时,,
所以.
(2)因为“”是“”成立的必要条件,所以,
当时,,,满足;
当时,,
因为,所以解得;
综上,实数的取值范围为或.
【典例4-2】(2024·高一·湖北恩施·期末)已知集合,,.
(1)求,;
(2)若“”是“”的必要不充分条件,求实数的取值范围.
【解析】(1)因为集合,,所以;
又或,则.
(2)因为是的必要不充分条件,所以集合是集合的真子集,
当时,,解得,满足题意;
当时,由题意或,所以;
综上所述:的取值范围为.
【方法技巧与总结】
(1)化简p、q两命题,
(2)根据p与q的关系(充分、必要、充要条件)转化为集合间的关系,
(3)利用集合间的关系建立不等关系,
(4)求解参数范围.
【变式4-1】(2024·高一·上海·期末)已知集合.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若“”是“”的必要非充分条件,求实数的取值范围.
【解析】(1)解不等式可得,显然
若,可得或,
解得或,
即实数的取值范围为;
(2)若“”是“”的必要非充分条件,可得集合是集合的真子集;
可得,解得,
因为不等式两端等号不会同时成立,
所以实数的取值范围为.
【变式4-2】(2024·高一·江苏宿迁·阶段练习)设全集,集合,非空集合
(1)若是的充分条件,求实数的取值范围;
(2)若是的必要条件,求实数的取值范围.
【解析】(1)已知全集,集合,非空集合,
因为是的充分条件,
所以,即,解得,
所以实数的取值范围是;
(2)因为是的必要条件,
所以,即,解得,
所以实数的取值范围是.
题型五:根据充要条件求参数取值范围
【典例5-1】(2024·高三·全国·专题练习)已知命题,若是的充要条件,则 .
【答案】-1
【解析】由题意得,,得,
设,,由是的充要条件,得,
即,得.
故答案为:-1
【典例5-2】(2024·高一·江苏苏州·阶段练习)已知集合,集合,若命题“”是命题“”的充要条件,则实数a的值是 .
【答案】
【解析】由,可得,解得,
所以,
又命题“”是命题“”的充要条件且,
则,所以.
故答案为:
【方法技巧与总结】
(1)化简p、q两命题,
(2)根据p与q的关系(充分、必要、充要条件)转化为集合间的关系,
(3)利用集合间的关系建立不等关系,
(4)求解参数范围.
【变式5-1】(2024·高一·云南大理·期末)若“不等式成立”的充要条件为“”,则实数的值为 .
【答案】
【解析】解不等式得,
因为“不等式成立”的充要条件为“”,所以,解得,
所以,.
故答案为:.
【变式5-2】(2024·高一·重庆沙坪坝·阶段练习)若“”是“”的充要条件,则实数m的取值是 .
【答案】3
【解析】由得,故,
因为“”是“”的充要条件,
所以,解得,
所以实数m的取值是3.
故答案为:3.
题型六:充分条件、必要条件的探求
【典例6-1】(2024·高二·上海松江·期末)若,则“”的一个充分不必要条件可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由得,推不出来,
由得或,推不出来,排除A,B;
由可得,解得或,
所以是的既不充分也不必要条件,排除C;
由,反之不成立,D正确,
故选:D.
【典例6-2】(2024·高一·江苏苏州·阶段练习)设,不等式的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由得,
因为,,与无包含关系,
所以不等式的一个必要不充分条件可以是B项.
故选:B.
【方法技巧与总结】
(1)寻求q的充分条件p,即求使结论q成立的条件p;
(2)寻求q的必要条件p,即求以q为条件可推出的结论p.
【变式6-1】(2024·高一·江苏·专题练习)的一个必要条件但不是充分条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】选项A:是的充要条件.判断错误;
选项B:是的必要条件但不是充分条件.判断正确;
选项C:是的充分不必要条件条件. 判断错误;
选项D:是的既不充分也不必要条件. 判断错误.
故选:B
【变式6-2】(2024·高一·江苏无锡·阶段练习)不等式在上恒成立的一个必要不充分条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】不等式在R上恒成立,即一元二次方程在R上无实数解
,解得:,
易见B选项是充要条件,不成立;
A选项中,可推导,且不可推导,故是的必要不充分条件,A正确;
C选项中,不可推导出,C错误;
D选项中, 不可推导,D错误,
故选:A.
【变式6-3】(多选题)(2024·高一·安徽芜湖·期中)使不等式成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【解析】由题意,不等式,
,解得,
故不等式的解集为:,
则其一个充分不必要条件可以是,或.
故选:CD.
题型七:充要条件的证明
【典例7-1】(2024·高一·广西南宁·期中)求证:是是等边三角形的充要条件.(这里,,是的三边边长).
【解析】先证明充分性:
由,
得,
整理得,,
所以,即是等边三角形.
然后证明必要性:
由是等边三角形,则,
所以.
综上所述,是是等边三角形的充要条件.
【典例7-2】(2024·高一·重庆沙坪坝·期中)已知的三边长为,其中.求证:为等边三角形的充要条件是.
【解析】证明:充分性:
当时,多项式可化为,
即,所以,
则,所以,
即,为等边三角形,即充分性成立;
必要性:由为等边三角形,且,所以,
则,,所以,即必要性成立.
故为等边三角形的充要条件是.
【方法技巧与总结】
(1)证明充分性;
(2)证明必要性.
【变式7-1】(2024·高二·福建福州·阶段练习)设a,b,,求证:关于x的方程有一个根是1的充要条件为.
【解析】充分性:
,,
代入方程得,即.
关于的方程有一个根为;
必要性:方程有一个根为,
满足方程,
,即.
故关于的方程有一个根是的充要条件为.
【变式7-2】(2024·高一·全国·专题练习)设a,b,c分别是△ABC的三条边,且.则△ABC为直角三角形的充要条件是.试用边长a,b,c探究△ABC为锐角三角形的一个充要条件,并证明.
【解析】设a,b,c分别是△ABC的三条边,且,△ABC为锐角三角形的充要条件是.
充分性:在△ABC中,若,则不是直角,
假设为钝角,如图①,作,交BC延长线于点D,
则由勾股定理得,
,
即,与“”矛盾,
故为锐角,即△ABC为锐角三角形,故充分性成立;
必要性:在△ABC,是锐角,作,D为垂足,如图②,
则由勾股定理得,
,
即,故必要性成立.
故△ABC为锐角三角形的充要条件为.
1.(2024·高二·河北邢台·阶段练习)设,,则“”是“”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
【答案】C
【解析】∵
∴当,时,满足,则
当,时,,则
当,时,,则
当,时,无解
∴可推出
∵
∴当时,,满足
当时,满足
当时,,满足
∴可推出
综上,“”是“”的充要条件
故选C
2.(2024·高三·北京房山·期末)“”是“”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
【答案】C
【解析】,且,
,即,
所以“”是“”的充分必要条件.
故选:C.
3.(多选题)(2024·高一·安徽亳州·阶段练习)已知,,则“”是真命题的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】因为,,若“”是真命题,
当时,则,即,解得或,
当时,则由题意可得方程有两个非负实数根,
所以,解得,
综上,的取值范围是,即是真命题的充要条件为,
故其充分不必要条件为它的真子集,故B、C、D均符合题意.
故选:BCD
4.(多选题)(2024·高一·广东深圳·阶段练习)若甲是乙的充分不必要条件,乙是丙的充要条件,丙是丁的必要不充分条件,则下列说法正确的是( )
A.乙是甲的必要不充分条件 B.甲是丙的充分不必要条件
C.丁是甲的既不充分也不必要条件 D.乙是丁的充要条件
【答案】AB
【解析】依题,四个命题的关系图可化为:.
则,所以乙是甲的必要不充分条件,A正确;
,甲是丙的充分不必要条件,B正确;
若甲:,丁:,乙和丙均为,满足题设,但此时丁是甲的充分必要条件, C错误;
,所以乙是丁的必要不充分条件,D错误.
故选:AB
5.(2024·高一·全国·专题练习)设,一元二次方程有实数根的充要条件是 .
【答案】或或或
【解析】一元二次方程有实数根,
,解得,
又,.
故答案为:或或或.
6.(2024·高一·河北沧州·阶段练习)请写出“”的一个必要不充分条件: .
【答案】(答案不唯一)
【解析】对于,两边平方可得,即“”是“”的必要条件;
对于,两边开平方可得;即“”不是“”的充分条件,
所以“”是“”的必要不充分条件.
故答案为:(答案不唯一).
7.(2024·高一·江西萍乡·期末)已知,集合,.
(1)若,求;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
【解析】(1)当时,集合,可得或,
所以;
(2)由题知,集合A是集合B的真子集,
当时,,即,符合题意,
当时,则,即,且满足,两式不能同时取等号,解得,
综上,实数a的取值范围为.
8.(2024·高一·安徽六安·期末)已知,.
(1)若,求;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【解析】(1)由题意知,当,得,
因为,所以.
(2)由“”是“”的充分不必要条件,所以集合是集合的真子集,
当时,即,解得;
当时,即,解得
综上实数的取值范围为.
9.(2024·高一·江苏镇江·期中)已知集合,.
(1)当时,求;
(2)若“”是“”必要不充分条件,求实数的取值范围.
【解析】(1)时,,
,故或,
故或;
(2)“”是“”必要不充分条件,故是的真子集,
,,
故,解得,
故实数的取值范围是
10.(2024·高一·内蒙古赤峰·期中)已知集合或,.
(1)若,求,;
(2)若“”是“”的必要不充分条件,求的取值范围.
【解析】(1)时,,故或,
,或,
故;
(2)由题意得是的真子集,
若,则,解得,
若,则或,
解得,
故的取值范围是或
11.(2024·高一·江苏·专题练习)已知,,是否存在实数m使p是q的充要条件?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
【解析】若p是q的充要条件,则,
所以,即,此方程组无解,所以m不存在.
故不存在实数m,使得p是q的充要条件.
12.(2024·高一·湖南郴州·阶段练习)设集合,;
(1)用列举法表示集合;
(2)若是的充要条件,求实数的值.
【解析】(1)集合,
即;
(2)由已知,,
若是的充要条件,则,
,
.
13.(2024·高一·江苏·专题练习)设分别为的三边的长,求证:关于的方程与有公共实数根的充要条件是.
【解析】证明:必要性:设方程与有公共实数根,
则
两式相减并整理,可得
因为,所以,将此式代入中,
整理得,故.
充分性:因为,可得,所以,
将代入方程中,可得,
即,
将代入方程中,可得,
即
故两方程有公共实数根.
所以关于的方程与有公共实数根的充要条件.
14.(2024·高一·江苏·假期作业)求证:方程有两个同号且不相等实根的充要条件是.
【解析】充分性:∵,
∴方程的判别式,且,
∴方程有两个同号且不相等的实根.
必要性:若方程有两个同号且不相等的实根,
则有,解得.
综上,方程有两个同号且不相等的实根的充要条件是.
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