内容正文:
1.1 充分条件和必要条件
课程标准
素养解读
1.通过对典型数学命题的梳理,理解充分条件的意义,理解判定定理与充分条件的关系.
2.通过对典型数学命题的梳理,理解必要条件的意义,理解性质定理与必要条件的关系.
通过对充分条件、必要条件、充要条件的学习和理解,体会充分条件、必要条件、充要条件在数学表达、论证等方面的作用,重点提升逻辑推理与数学抽象素养.
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,如图所示.
问题 (1)A开关闭合时B灯一定亮吗?
(2)B灯亮时A开关一定闭合吗?
提示 (1)一定亮.
(2)不一定,还可能是C开关闭合.
[知识点一] 命题
1.定义:能够判断真假的陈述句叫作命题.判断为真的命题称为 真命题 ,判断为假的命题称为 假命题 .
2.命题的条件和结论
对于“如果p,那么q”的命题,我们称p为命题的条件,简称 条件 ;称q为命题的结论,简称 结论 .
3.逆命题
将命题“如果p,如么q”中的条件p和结论q互换,变成“如果q,那么p”,称这个命题为原命题的逆命题.
[知识点二] 充分条件和必要条件
1.充分条件
一般地,若命题“如果p,那么q”是真命题,即由p可以推出q,则称p是q的充分条件,记作 p⇒q .
若命题“如果p,那么q”是假命题,即由p不能推出q,则称p不是q的充分条件,记作 pq .
2.必要条件
一般地,若命题“如果p,那么q”的逆命题“如果q,那么p”是真题,则称p是q的必要条件,记作p⇐q.
若命题“如果p,那么q”的逆命题“如果q,那么p”是假命题,则称p不是q的必要条件,记作 pq .
你能将性质定理“菱形的对角线互相垂直”写成“若p,则q”的形式,并用必要条件的语言表述吗?
提示 “菱形的对角线互相垂直”可表述为“若四边形为菱形,则这个四边形的对角线互相垂直”,所以“对角线互相垂直”是“四边形为菱形”的必要条件.
1.“x=2”是“x2-2x=0”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.既充分又必要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:A [x=2能推出x2-2x=0,而x2-2x=0不能推出x=2,因为还可能x=0,所以是充分不必要条件.]
2.“x+4=0”是“x2-16=0”的( )
A.既充分又必要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
解析:B [x+4=0⇒x2-16=0,但由x2-16=0不能推出x+4=0,所以是充分不必要条件.]
3.“△ABC是等腰三角形”是“△ABC是等腰直角三角形”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.既充分又必要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:B [△ABC是等腰三角形不能推出△ABC是等腰直角三角形,而△ABC是等腰直角三角形能推出△ABC是等腰三角形,所以是必要不充分条件.]
充分条件的判断
判断下列各题中,p是否是q的充分条件;
(1)p:a∈Q,q:a∈R;
(2)p:a<b,q:<1;
(3)p:x>1,q:x2>1;
(4)p:(a-2)(a-3)=0,q:a=3;
(5)在△ABC中,p:∠A>∠B,q:BC>AC.
[思路点拨] 根据充分条件的定义判断.
[解] (1)由于QR,所以此命题是真命题,p⇒q,所以p是q的充分条件.
(2)由于a<b,当b<0时,>1;当b>0时,<1,所以此命题是假命题,pq,所以p不是q的充分条件.
(3)由x>1可以推出x2>1.因此p⇒q,所以p是q的充分条件.
(4)设A={a|(a-2)(a-3)=0},B={3},则BA.所以此命题是假命题,pq,所以p不是q的充分条件.
(5)由三角形中大角对大边可知,若∠A>∠B,则BC>AC.所以此命题是真命题,p⇒q,所以p是q的充分条件.
充分条件的判断方法
第一步:确定谁是条件,谁是结论;
第二步:尝试由条件推结论;
第三步:若条件能推出结论,则条件为结论的充分条件,否则条件就不是结论的充分条件.
[变式训练]
1.判断下列各题中,p是否是q的充分条件:
(1)p:x2=y2,q:x=y;
(2)p:一元二次方程ax2+bx+c=0有实数根,q:b2-4ac≥0;
(3)p:整数a能被4整除;q:整数a的个位数字为偶数;
(4)p:(x-1)2+(y-2)2=0,q:(x-1)(y-2)=0.
解: (1)若x2=y2,则x=y或x=-y,因此pq,所以p不是q的充分条件.
(2)若一元二次方程有实数根,则根的判别式大于等于0,即b2-4ac≥0,所以p⇒q,所以p是q的充分条件。
(3)若整数a能被4整除,则a是偶数,
所以a的个位数字为偶数,
所以p⇒q,所以p是q的充分条件.
(4)因为(x-1)2+(y-2)2=0⇒x=1且y=2⇒(x-1)(y-2)=0,所以p⇒q,所以p是q的充分条件.
必要条件的判断
判断下列命题中的条件p是否为结论q的必要条件.
(1)如果x+y为偶数,那么x、y都是偶数;
(2)如果α=,那么sin α=;
(3)如果a=b,那么|a|=|b|.
[思路点拨] 确定命题的条件和结论,分析命题的逆命题的真假.
[解] (1)因为“如果x+y为偶数,那么x、y都是偶数”的逆命题“如果x、y都是偶数,那么x+y为偶数”是真命题,所以“x+y为偶数”是“x、y都是偶数”的必要条件.
(2)因为“如果α=,那么sin α=”的逆命题“如果sin α=,那么α=”是假命题,所以“α=”不是“sin α=”的必要条件.
(3)因为“如果a=b,那么|a|=|b|”的逆命题“如果|a|=|b|,那么a=b”是假命题,所以“a=b”不是“|a|=|b|”的必要条件.
必要条件的判断方法
第一步:确定谁是条件,谁是结论;
第二步:尝试由结论推条件,即看逆命题是否成立;
第三步:若结论能推出条件,则条件为结论的必要条件,否则条件就不是结论的必要条件.
[变式训练]
2.判断下列各题中,q是否是p的必要条件:
(1)p:|x|=|y|,q:x=y;
(2)p:△ABC是直角三角形,q:△ABC是等腰三角形;
(3)p:x=1,q:x-1=;
(4)p:-2≤x≤5,q:-1≤x≤5;
(5)p:a是自然数,q:a是正整数;
(6)p:三角形是等边三角形,q:三角形是等腰三角形.
解:(1)若|x|=|y|,则x=y或x=-y,因此pq,所以q不是p的必要条件.
(2)直角三角形不一定是等腰三角形.因此pq,所以q不是p的必要条件.
(3)当x=1时,x-1==0,
所以p⇒q,所以q是p的必要条件.
(4)设A=[-2,5],B=[-1,5],则BA,
所以pq,所以q不是p的必要条件.
(5)0是自然数,但是0不是正整数,所以pq,所以q不是p的必要条件.
(6)三角形是等边三角形能推出三角形是等腰三角形,所以q是p的必要条件.
1.下列是命题的是( )
A.二次函数图像真好看!
B.get out(出去)!
C.我是高中生
D.我是来学习的吗?
解析:C [根据命题的概念可知,A、B为感叹句,故不是命题;C是可以判断真假的陈述句,是命题;D为疑问句,故不是命题.]
2.“a>b”是“a>|b|”的( )
A.充分条件但不是必要条件
B.必要条件但不是充分条件
C.既充分也必要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:B [由a>|b|⇒a>b,而由a>b不能推出a>|b|.∴a>b”是“a>|b|”的必要条件但不是充分条件.]
3.“x,y均为奇数”是“x+y为偶数”的( )
A.充分条件但不是必要条件
B.必要条件但不是充分条件
C.既充分又必要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:A [由x,y均为奇数,可以推出x+y为偶数;但x+y为偶数,如x=2,y=4,推不出x,y均为奇数,故“x,y均为奇数”是“x+y为偶数”的充分条件但不是必要条件.]
4.已知a,b都是实数,那么“|a|>|b|”是“>”的 ________ 条件(填“充分”或“必要”).
解析:>可得a>b≥0可以推出|a|>|b|,但|a|>|b|不可以推出>.
答案:必要
[基础过关]
1.已知p:x2-x<0,那么命题p的一个充分条件是( )
A.0<x<2 B.-1<x<1
C.<x< D.<x<2
解析:C [x2-x<0,得0<x<1,运用集合的知识易知,只有C中由<x<可以推出0<x<1,其余均不可.]
2.设x,y∈R,则“x≥2且y≥2”是“x2+y2≥4”的( )
A.充分条件但不是必要条件
B.必要条件但不是充分条件
C.既充分也必要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:A [x≥2且y≥2可以推出x2+y2≥4,但x=1且y=3满足x2+y2≥4,但不满足x≥2且y≥2.]
3.若a∈R,则“a=1”是“|a|=1的( )
A.充分条件但不是必要条件
B.必要条件但不是充分条件
C.既不充分也不必要条件
D.无法判断
解析:A [当a=1时,|a|=1成立,
但|a|=1时,a=±1,∴a=1不一定成立.
∴“a=1”是“|a|=1”的充分条件,但不是必要条件.]
4.设x∈R,则“x>”是“2x2+x-1>0”的( )
A.充分条件但不是必要条件
B.必要条件但不是充分条件
C.既充分又必要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:A [当x>时,2x2+x-1>2×2+-1>0;而当2x2+x-1>0时,如x=-3时,不满足x>.]
5.“-2<x<1”是“x>1或x<-1”的( )
A.充分条件但不是必要条件
B.必要条件但不是充分条件
C.既不充分,也不必要条件
D.既充分,也必要条件
解析:C [∵-2<x<1x>1或x<-1,且x>1或x<-1-2<x<1,∴“-2<x<1”是“x>1或x<-1”的既不充分也不必要条件.]
6.“lg x>lg y”是“>”的 ________ 条件.(填“充分”或“必要”)
解析:由lg x>lg y⇒x>y>0⇒>.而>有可能出现x>0,y=0的情况,故>lg x>lg y.
答案:充分
7.设四边形ABCD的两条对角线为AC,BD,则“四边形ABCD为菱形”是“AC⊥BD”的 ________ 条件(填“充分”或“必要”).
解析:若“四边形ABCD为菱形”,则“对角线AC⊥BD”成立;而若“对角线AC⊥BD”成立,则“四边形ABCD不一定为菱形”,所以“四边形ABCD为菱形”是“AC⊥BD”的充分条件.
答案:充分
8.对于实数x、y,满足p:x+y≠3,q:x≠2且y≠1,则p是q的 ________ 条件.
解析:x+y≠3,可以是x≠1.5,y≠1.5,而x≠2且y≠1,则x+y≠3.
答案:必要不充分
9.分别判断下列各组中,p是否为q的充分条件或必要条件,并说明理由.
(1)p:x2=2x,q:x=0;
(2)p:θ=π,q:tan θ=0;
(3)p:a是整数,q:a是自然数.
解:(1)由于q:x=0⇒p:x2=2x,p:x2=2xq:x=0,所以p是q的必要条件.
(2)由于p:θ=π⇒q:tan θ=0,q:tan θ=0p:θ=π,所以p是q的充分条件.
(3)由于p:a是整数q:a是自然数,q:a是自然数⇒p:a是整数,
所以p是q的必要条件.
[能力提升]
10.设命题p:x>3,命题q:x>5,则条件p是结论q的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.既充分又必要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:B [大于3不一定大于5,大于5一定大于3.]
11.设命题p:x>5,命题q:x>6,则条件p是结论q的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.既充分又必要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:B [x>5不能推出x>6,而x>6能推出x>5,所以x>5是x>6的必要不充分条件.]
12.已知集合A=(-1,3),B=(-1,m+1),若x∈B成立的一个充分条件是x∈A,则实数m的取值范围是( )
A.[2,+∞) B.(-∞,2)
C.(2,+∞) D.(-2,2)
解析:A [因为x∈B成立的一个充分条件是x∈A,所以A⊆B,所以3≤m+1,即m≥2.]
13.设x∈R,则“0<x<5”是“|x-1|<1”的 ________ 条件(填“充分”或“必要”);“|x-1|<1”是“0<x<5”的 ________ 条件(填“充分”或“必要”).
解析:由|x-1|<1,解得0<x<2,因为(0,2)(0,5),故“0<x<5”是“|x-1|<1”的必要条件,“|x-1|<1”是“0<x<5”的充分条件.
答案:必要 充分
14.下列不等式:
①x<1;②0<x<1;③-1<x<0;④-1<x<1.
其中,可以为x2<1的一个充分条件的所有序号为 ________ .
解析:由于x2<1即-1<x<1,故①显然不能使-1<x<1一定成立,②③④满足题意.
答案:②③④
15.下列各题中,p是q的什么条件?
(1)p:a+b=0;q:a2+b2=0;
(2)p:四边形是正方形,q:四边形的四条边相等;
(3)p:x=1或x=2,q:x-1=.
解:(1)∵a+b=0a2+b2=0,
a2+b2=0⇒a+b=0.
∴p是q的必要条件,但不是充分条件.
(2)∵四边形是正方形⇒四边形的四条边相等,四边形的四条边相等四边形是正方形,∴p是q的充分条件,但不是必要条件.
(3)∵x=1或x=2⇒x-1=,
x-1=⇒x=1或x=2,
∴p是q的既充分又必要条件.
学科网(北京)股份有限公司
$