内容正文:
1.4.1充分条件与必要条件
学习目标
1.理解充分条件与必要条件的含义
3.能够提升数学抽象素养,综合运算能力
2.能够判断充分条件与必要条件
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在初中,我们已经对命题有了初步的认识.那么命题的含义是什么?
一般地,我们把语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题.
什么是真命题?什么是假命题?
判断为真的语句是真命题,判断为假的语句是假命题.
判断命题真假的方法?
①根据所学定理与常识 ②举反例 ③小范围可以推出大范围
3
“若 p,则 q ”形式的真命题与“若 p,则 q ”形式的假命题中 p 和 q 的关系是相同的吗?怎么描述p 和 q 的关系?
“若 p ,则 q ”( p 为命题的条件,q 为命题的结论)
(1)(2)中命题为真命题;(3)中命题为假命题.
下列命题都可以写成怎样的形式?这些命题是真命题还是假命题?
(1) 若x>3,则x>0; (2) 若x=1 ,则x2 -4x+3=0 ;
(3) 若两个三角形的面积相等,则这两个三角形全等.
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(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x2 -4x+3=0,则x=1;
(4) 若平面内两条直线a和b均垂直于直线 l,则a∥b.
思考:判断下列“若 p ,则 q ”形式的命题是真命题还是假命题,并分析下列命题中的p能否推出q ?
真命题;p能推出q
假命题;p不能推出q
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假命题;p不能推出q
真命题;p能推出q
“若𝑝, 则𝑞”为真命题, 就说p可以推出q, 𝑝⇒𝑞,𝑝是𝑞的充分条件, 𝑞是𝑝的必要条件;
“若 𝑝, 则 𝑞”为假命题, 就说𝑝不能推出条件𝑞, 记作𝑝𝑞,𝑝不是𝑞的充分条件, 𝑞不是𝑝的必要条件.
(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x>1,则x>0; (3) 若x=1 ,则x2 -4x+3=0 ;
(4) 若平面内两条直线a和b均垂直于直线 l,则a∥b.
思考:结合下列两个“若 p ,则 q ”形式的真命题,分析真命题中的p能推出q , q能推出p吗 ? 若q不成立,则p是否成立?
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解:(1)中q能推出p, 若q不成立,则p不成立.
1
0
x
2
q不能推出p,若q(x>0)不成立,即若x,则p(x>1)一定不成立.
x=3或x=1 时,x2 -4x+3=0;3不等于1,所以q不能推出p.
若q(x=1或x=3)不成立,即若x且x,则p(x=1)一定不成立.
(2)中q不能推出p, 若q不成立,则p不成立.
(3)中q不能推出p, 若q不成立,则p不成立.
(4)中q能推出p, 若q不成立,则p不成立.
真命题中的p成立则q一定成立;若q不成立,则p一定不成立.(有p则有q,无q必无p)
6
一般地, “若𝑝, 则𝑞”为真命题, 是指由𝑝 通过推理可以得出𝑞. 这时,我们就说,由p可以推出q,记作:
𝑝⇒𝑞
并且说,𝑝 是𝑞 的充分条件, 𝑞 是𝑝 的必要条件①.
1.充分条件与必要条件的概念:
①此时,如果q不成立,则p一定不成立,所以q对于p成立而言是必要的.
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如果“若 𝑝, 则 𝑞”为假命题, 那么由条件𝑝不能推出条件𝑞, 记作𝑝𝑞.
此时,我们就说𝑝不是𝑞的充分条件, 𝑞不是𝑝的必要条件.
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2.充分条件与必要条件的理解:
“若 𝑝, 则 𝑞”为真命题,那么𝑝成立则𝑞一定成立,所以𝑝对𝑞成立而言是充分的;若𝑞不成立,则𝑝一定不成立,所以𝑞对𝑝成立而言是必要的.(有𝑝则有𝑞,无𝑞必无𝑝).
思考:试着说出结论q“四边形是平行四边形”的充分条件p?
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分析:“四边形是平行四边形”的充分条件为p,即p四边形是平行四边形.
p1:四边形的两组对角分别相等
p2:四边形的两组对边分别相等
p3:四边形的一组对边平行且相等
p4:四边形的两条对角线互相平分
p是q的充分条件,是指条件p可以推出结论q,但不代表只有这个条件p能推出q.一般来说,对给定结论q,使其成立的条件p是不唯一的.
使结论“四边形是平行四边形”的条件p唯一吗?
p5:四边形的两组对边分别平行
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结合初中知识判断“四边形是平行四边形”的判定定理与命题“若p1,则q” “若p2,则q” “若p3,则q” “若p4,则q” “若p5,则q”的关系?
命题“若p1,则q” “若p2,则q” “若p3,则q” “若p4,则q” “若p5,则q”均是平行四边形的判定定理.所以每一个判定定理都给出了一个充分条件.
一般地,数学中的每一条判定定理都给出了相应数学结论成立的一个充分条件.
p1:四边形的两组对角分别相等 p2:四边形的两组对边分别相等
p3:四边形的一组对边平行且相等 p4:四边形的两条对角线互相平分
p5:四边形的两组对边分别平行 q:四边形是平行四边形
你能根据平行线的判定定理给出“两直线平行”的一个充分条件吗?
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例如:根据判定定理“若两条直线被第三条直线所截断,且内错角相等,则这两条直线平行”可给出“两条直线平行”的一个充分条件为“内错角相等”.
思考:试着说出“四边形是平行四边形”的必要条件?
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分析:“四边形是平行四边形”的必要条件为q,即四边形是平行四边形q.
q1:四边形的两组对角分别相等
q2:四边形的两组对边分别相等
q3:四边形的一组对边平行且相等
q4:四边形的两条对角线互相平分
q是p的必要条件,是指以p为条件可以推出结论q,但不代表以条件p只能推出q.一般来说,给定条件p,由p可以推出的结论q是不唯一的.
“四边形是平行四边形”的必要条件q唯一吗?
q5:四边形的两组对边分别平行
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结合初中知识判断“四边形是平行四边形”的判定定理与命题“若p,则q1” “若p,则q2” “若p,则q3” “若p,则q4” “若p,则q5”的关系?
命题“若p,则q1” “若p,则q2” “若p,则q3” “若p,则q4” “若p,则q5”均是平行四边形的性质定理.所以每一个性质定理都给出了一个必要条件.
一般地,数学中的每一条性质定理都给出了相应数学结论成立的一个必要条件.
q1:四边形的两组对角分别相等 q2:四边形的两组对边分别相等
q3:四边形的一组对边平行且相等 q4:四边形的两条对角线互相平分
q5:四边形的两组对边分别平行 p:四边形是平行四边形
你能根据平行线的性质定理给出“两直线平行”的一个必要条件吗?
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例如:根据性质定理“若两条平行直线被第三条直线所截断,则内错角相等”可给出“两条直线平行”的一个必要条件为“内错角相等”.
例1:下列命题中,哪些命题中的 𝒑 是 𝒒 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𝑥2=1,则𝑥=1;(5)若𝑎=𝑏,则𝑎𝑐=𝑏𝑐;
(6)若𝑥,𝑦为无理数,则𝑥𝑦为无理数.
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题型一.判断命题中的 𝒑 是 𝒒 的充分条件
解:(1)由平行四边形的判定定理可得,𝒑⇒𝒒,所以𝒑是𝒒的充分条件.
(2)由相似三角形的判定定理可得,𝒑⇒𝒒,所以𝒑是𝒒的充分条件.
(3)由菱形的性质定理可得,𝒑⇒𝒒,所以𝒑是𝒒的充分条件.
例1:下列命题中,哪些命题中的 𝒑 是 𝒒 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𝑥2=1,则𝑥=1;(5)若𝑎=𝑏,则𝑎𝑐=𝑏𝑐;
(6)若𝑥,𝑦为无理数,则𝑥𝑦为无理数.
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题型一.判断命题中的 𝒑 是 𝒒 的充分条件
(4)由于(−𝟏)𝟐=𝟏,但−𝟏≠𝟏,𝒑⇏𝒒,所以𝒑不是𝒒的充分条件.
(5)由等式的性质知,𝒑⇒𝒒,所以𝒑是𝒒的充分条件.
(6)为无理数,但× =𝟐为有理数,𝒑⇏𝒒,所以𝒑不是𝒒的充分条件.
例2:下列“若 p ,则 q ”形式的命题中,哪些命题中的 q是 p 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;
(4)若𝑥=1,则𝑥2=1 ;(5)若𝑎𝑐=𝑏𝑐,则𝑎=𝑏;
(6)若𝑥𝑦为无理数,则𝑥,𝑦为无理数.
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题型一.判断命题中q是 p 的必要条件
解:(1)根据平行四边形的性质定理可得,𝒑⇒𝒒,所以𝒒是𝒑的必要条件.
(2)根据三角形相似的性质定理可得,𝒑⇒𝒒,所以𝒒是𝒑的必要条件.
(3)如图,四边形ABCD的对角线互相垂直,但它不是菱形,𝒑⇏𝒒,所以𝒒不是𝒑必要条件.
例2:下列“若 p ,则 q ”形式的命题中,哪些命题中的 q是 p 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;
(4)若𝑥=1,则𝑥2=1 ;(5)若𝑎𝑐=𝑏𝑐,则𝑎=𝑏;
(6)若𝑥𝑦为无理数,则𝑥,𝑦为无理数.
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题型一.判断命题中q是 p 的必要条件
(4)由于(𝟏)𝟐=𝟏,𝒑⇒𝒒,所以𝒒是𝒑的必要条件.
(5)由于(-1)×0= 1×0 ,但-11,𝒑⇏𝒒,所以𝒒不是𝒑必要条件.
(6)由于× = 为无理数,但1, 全是无理数𝒑⇏𝒒,所以𝒒不是𝒑必要条件.
例3:用充分不必要、必要不充分填空
(1)“ x>y>0”是“x>y”的 条件;
(2) “x<6”是“2≤x≤5”的 条件;
(3) “ac2>bc2”是“a>b”的 条件.
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题型二.充分条件与必要条件综合运用
充分不必要
充分不必要
必要不充分
解:(1)因为x>y>0⇒x>y,所以x>y>0是x>y的充分条件;当x=-1,y=-2时,0> x>y, x>y ⇏ x>y>0,所以x>y>0是x>y的不必要条件;所以x>y>0是x>y的充分不必要条件.
(2)根据小范围推出大范围可得x<6 ⇏ 2≤x≤5, 2≤x≤5 ⇒ x<6 ,所以x<6”是“2≤x≤5”的必要不充分条件.
(3)因为ac2>bc2 ⇒ a>b ,所以ac2>bc2是a>b的充分条件;当c=0时, a>b ⇏ ac2>bc2,所以ac2>bc2是a>b的不必要条件;所以ac2>bc2是a>b的充分不必要条件.
例4.已知p:,q: ,且p是q的必要不充分条件,则实数m的解集为 .
解:因为p是q的必要不充分条件,所以q⇒p且p.所以,
又,,且,
所以,,实数m的解集为{m|
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{m|
题型三.充分条件与必要条件求参问题
1.下列“若 𝑝, 则𝑞 ”形式的命题中, 判断下列命题中的𝑝是不是𝑞的充分条件?
(1) 若平面内点𝑃在线段𝐴𝐵的垂直平分线上,则𝑃𝐴=𝑃𝐵;
(2) 若两个三角形的两边及一边所对的角分别相等, 则这两个三角形全等;
(3) 若两个三角形相似, 则这两个三角形的面积比等于周长比的平方.
是
是
不是
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2. 下列“若 𝑝, 则𝑞 ”形式的命题中, 哪些命题中的𝑞 是𝑝 的必要条件?
(1) 若直线𝑙与⊙𝑂有且仅有一个交点, 则𝑙 为⊙𝑂 的一条切线;
(2) 若𝑥是无理数,则𝑥2也是无理数.
(3)若x<4,则x<0
𝒒是𝒑的必要条件
𝒒不是𝒑的必要条件
𝒒不是𝒑的必要条件
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3. 用充分不必要、必要不充分填空
(1)“ 两个三角形相似”是“两个三角形全等”
的 条件;
(2) “x=2”是“2≤x≤5”的 条件;
(3) “x<4”是“x≤3”的 条件
(4) “a>0且b>0”是“a+b>0”的 条件.
必要不充分
充分不必要
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必要不充分
充分不必要
4. 如图,直线𝑎 与𝑏 被直线𝑙 所截,分别得到∠1, ∠2, ∠3 和∠4. 请根据这些信息,写出几个“𝑎//𝑏”的充分条件和必要条件.
解:
“𝑎//𝑏”的充分条件:“∠1= ∠2”或“∠1= ∠4”或“∠1+ ∠3=180。”
“𝑎//𝑏”的必要条件:“∠1= ∠2”或“∠1= ∠4”或“∠1+ ∠3=180。”
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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
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“若p,则q”为真
“若p,则q”为假
“若 𝑝, 则 𝑞”为真命题,那么𝑝成立则𝑞一定成立;若𝑞不成立,则𝑝一定不成立.(有𝑝则有𝑞,无𝑞必无𝑝).
一般地,数学中的每条判定定理都给出了相应数学结论成立的一个充分条件.数学中的每条性质定理都给出了相应数学结论成立的一个必要条件.
1.作业本:分别写出“两个三角形相似”的三个充分条件与三个必要条件
2.完成课本习题1.4第1,2题
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