内容正文:
2.2 充分条件、必要条件、充要条件
1.理解充分、必要条件与充要条件的概念.
2.掌握充分条件、必要条件与充要条件的判断方法.
3.会对某些命题的充要条件进行证明.
学习目标
某居民的卧室里安有一盏灯,在卧室门口和床头各有一个开关,任意一个开关都能够独立控制这盏灯.这就是电器上常用的“双刀”开关.
想一想:
(1)A开关闭合时B灯一定亮吗?
(2)从数学的角度如何描述这种关系?
情景导入
先完成对下列真、假命题的条件与结论间的关系的判断,再尝试归纳得出的结论.
试一试
(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)若平面内两条直线和均垂直于直线,则.
真命题
由p可以推出q成立
假命题
(3)若两个三角形的周长相等,则这两个三角形全等;
(4)若,则;
由p可以推出q成立
新知探究
两个三角形的周长相等,这两个三角形未必全等;
若不一定为1,还可以为.
假命题
(3)若两个三角形的周长相等,则这两个三角形全等;
(4)若,则;
新知探究
命题真假 “若p,则q”真
推理关系
条件关系
“若p,则q”假
称p是q的充分条件
也称q是p的必要条件
称p不是q的充分条件
也称q不是p的必要条件
要点归纳
充分条件和必要条件的关系是同时存在的
例如p:我是河南人 q: 我是中国人
p⟹ q,则p 是 q 的充分条件,q 是 p 的必要条件
p:我是中国人 q: 我是中国人
P=Q
P Q
P Q
√
从集合角度理解充分条件、必要条件:
要点归纳
例1.下列所给的各组中,是的充分条件的有哪些?
(1) ,;
(2) :四边形的对角线相等,:四边形是正方形.
(3) :同位角相等,:两条直线平行;
(4) :四边形是平行四边形,:四边形的对角线互相平分.
解: (1),(3), (4)
典型例题
1.指出下列哪些命题中是的充分条件?
(1)
解 由故是的充分条件.
解 由于QR,所以p⇒q,所以是的充分条件.
(2)已知
练一练
(3)已知
解 方法一 由,所以不是的充分条件.
方法二 设集合
所以,所以不是的充分条件.
思考:现在你能总结充分条件或必要条件的判断方法吗?
练一练
(1)定义法:
若,则是的充分条件,是的必要条件.
(2)集合法:
若对应的集合为,对应的集合为,则是的充分条件,是的必要条件.
方法归纳
充分条件或必要条件的判断方法
解: (1),(3), (4)
既有 ,也有.
例2. 下列所给的各组中,是的必要条件的有哪些?
(1) :,:;
(2) :两个直角三角形全等, :两个直角三角形的斜边相等;
(3) :同位角相等,:两条直线平行;
(4) :四边形是平行四边形, :四边形的对角线互相平分
典型例题
已知p:整数a是6的倍数; q:整数a是2和3的倍数.
p是q的必要条件吗?p是q的充分条件吗?
思考1:
√
√
P Q
充分
必要
q 是 p 的充分条件,即p是q的必要条件
p是q的充分条件
新知探究
要点归纳
充要条件
思考2:若是的充分条件,这样的条件唯一吗?
不唯一.
判定定理给出了相应数学结论成立的充分条件
若四边形的两组对边分别相等,则这个四边形是平行四边形
若四边形的一组对边平行且相等,则这个四边形是平行四边形
若四边形的两条对角线互相平分,则这个四边形是四边形
新知探究
思考3:给定,由可以推出的结论是否唯一呢?
不唯一.
若四边形是平行四边形,则四边形的两组对边分别相等
若四边形是平行四边形,则四边形的一组对边平行且相等
若四边形是四边形,则四边形的两条对角线互相平分
性质定理都给出了相应数学结论成立的必要条件
例3.指出下列命题中,是的什么条件:
(1) :两个三角形全等, :两个三角形的对应角相等;
(2) :三角形的三边相等, :三角形是等边三角形;
(3) :, :;
(4) :, :.
解: (1)是的充分条件,但不是的必要条件.
(2)是的充要条件
(3) ⇒ ,但 ,即是的必要条件,但不是的充分条件.
(4)不是的充分条件,也不是的必要条件
典型例题
2.判断正误.
①“x=y”是“x2=y2”的充分不必要条件;
②“|x|=|y|”是“x2=y2”的必要不充分条件:
③两个三角形面积相等是它们全等的必要不充分条件;
④在平面上,“一个四边形的四边相等”是“这个四边形为菱形”的充要条件.
练一练
×
√
√
√
1.充分条件、必要条件的概念.
2.充要条件的概念及应用.
3.充分条件与判定定理、必要条件与性质定理的关系.
本节课你学到了哪些知识?
课堂小结
√
随堂练习
√
随堂练习
√
√
随堂练习
随堂练习
4.若“x<a”是“x≥3或x≤-1”的充分不必要条件,则a的取值范围是
( )
A.{a|a≥3} B.{a|a≤-1}
C.{a|-1≤a≤3} D.{a|a≤3}
解析 因为“x<a”是“x≥3或x≤-1”的充分不必要条件,故a≤-1.
B
随堂练习
p⇒q
q⇒p
p⇔q
p⇒s
p⇔s
1.定义:如果 ,且 ,那么称p是q的充分且必要条件,简称为p是q的充要条件,也称q的充要条件是p.
2.记法:如果p是q的充要条件,就记作 ,称为“p与q等价”,或“p等价于q”.
3.传递性:“⇒”和“⇔”都具有传递性,即
(1)如果p⇒q,q⇒s,那么 ;
(2)如果p⇔q,q⇔s,那么 .
1.设x∈R,则“1<x<2”是“1<x<3”的
( )
A.必要不充分条件
B.充分不必要条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
解析:“1<x<2”⇒“1<x<3”,反之不成立.
∴“1<x<2”是“1<x<3”的充分不必要条件.故选B.
2.设a,b是实数,则“a+b>0”是“ab>0”的
( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
解析:若a+b>0,取a=3,b=-2,则ab>0不成立;反之,若ab>0,取a=-2,b=-3,则a+b>0也不成立,因此“a+b>0”是“ab>0”的既不充分又不必要条件.
3.(多选)设计如图所示的四个电路图,若p:开关S闭合,q:灯泡L亮,则p是q的充要条件的电路图是
( )
解析:由题知,电路图A中,开关S闭合,灯泡L亮,而灯泡L亮开关S不一定闭合,故A中p是q的充分不必要条件;电路图B中,开关S闭合,灯泡L亮,且灯泡L亮,则开关S一定闭合,故B中p是q的充要条件;电路图C中,开关S闭合,灯泡L不一定亮,灯泡L亮则开关S一定闭合,故C中p是q的必要不充分条件;电路图D中,开关S闭合则灯泡L亮,灯泡L亮则一定有开关S闭合,故D中p是q的充要条件.故选B、D.
$