内容正文:
1.4 充分条件与必要条件
第一章 集合与常用逻辑用语
汶川地震灾后重建的新面貌,充分说明社会主义制度优越性
生活中的逻辑
要想在高考中取得好成绩,平时的努力学习是必要的
在数学中,我们也讲“充分”与“必要”,这就是我们这节课要一起学习的充分条件与必要条件
生活中的逻辑
导入新知
在初中,我们已经对命题有了初步的认识.
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.
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 p ,则 q ”,“如果 p ,那么 q ”等形式.其中 p 称为命题的条件,q 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查“若 p,则 q ”形式的命题中 p 和 q 的关系,学习数学中的两个常用的逻辑用语:
充分条件、必要条件
如图所示电路中(整个电路及灯泡一切正常)
记p:闭合开关A, q:灯泡亮。
请把这个电路图改写为“若p,则q”形式的命题并判断真假。
情境一:
A
C
情境二:
(1)若平面内两条直线a和b均垂直于直线 l,则a∥b。
(2)若小明是童泰学校的学生,则小明是高一(3)班的学生;
条件 p 通过推理可以得出结论 q,所以是(1)真命题
条件 p 通过推理不能得出结论 q,所以是(2)假命题
一般地,“若,则”为真命题,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
一般地,“若,则”为假命题,我们就说,由不能推出
记作 ⟹
则说,不是的充分条件,不是的必要条件
充分条件与必要条件
如果推出符号(⇒)成立,那么箭头指向的部分具有什么性质?箭头的尾端具有什么性质?
实例理解 充分与必要
:若是西瓜, :则是水果
吃西瓜是吃水果的充分不必要条件
所有水果
西瓜
小范围可以推大范围
大范围不能推小范围
思——我思故我在
问题:以下三个例子中,若p,则q成立吗?若q,则p成立吗?
①p:两个三角形相似;q:两个三角形的三边成比例
②p:ac=bc,q:a=b
③p:xy为无理数,q:x,y为无理数
④p:若四边形的两组对角分别相等;q:则这个四边形是平行四边形
新知讲解
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
命题给出了“四边形是平行四边形”的一个充分条件,即“四边形的两组对角分别相等”.
这样的充分条件唯一吗?如果不,那么你能再给出几个不同的充分条件吗?
不唯一
(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)若四边形的两组对边分别平行,则这个四边形是平行四边形;
(3)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;
(4)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;
(5)若四边形的两条对角线互相平分,则这个四边形是平行四边形;
如图,直线a和b被直线l所截,分别得到了∠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.
a
b
l
1
4
3
2
___⇒a//b
a//b⇒___
敲黑板,划重点
回忆@笨小孩 (回) -
议——小组讨论,解决问题
1.已知p:x>3,q:x>1,p是q的什么条件
2.已知p:x>3,q:x≥3,p是q的什么条件
3.将2、3中的p、q分别表示为集合的形式,那么集合P与集合Q有什么关系?通过2、3的学习,能总结出什么结论
P
Q
P(Q)
(4)如果P Q,那么p是q的 条件。
(5)如果Q P,那么p是q的 条件。
典例分析
例1 求证:二次方程ax2+bx+c=0有一个根为1的充要条件是a+b+c=0.
证明:充分性:
因为a+b+c=0,所以c=-a-b,代入方程ax2+bx+c=0,
得ax2+bx-a-b=0,即(x-1)(ax+a+b)=0.
所以方程ax2+bx+c=0有一个根为1.
必要性:
因为方程ax2+bx+c=0有一个根为1,所以x=1满足方程ax2+bx+c=0,
所以a×12+b×1+c=0,即a+b+c=0.
故关于x的方程ax2+bx+c=0有一个根为1的充要条件是a+b+c=0.
例2 求证:∆ABC是等边三角形的充要条件是a2+b2+c2=ab+ac+bc.
(这里a,b,c是∆ABC的三边边长)
证明:必要性:
∵△ABC是等边三角形,
∴a=b=c,
∴ab+ac+bc=a2+b2+c2,
∴必要性成立;
充分性:
由a2+b2+c2=ab+ac+bc两边同时乘2,
得2a2+2b2+2c2=2ab+2ac+2bc,
即(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2=0,
∴a=b=c,∴△ABC是等边三角形.
∴充分性成立.
综上所述,∆ABC是等边三角形的充要条件是a2+b2+c2=ab+ac+bc.
题目变式
充分条件是选项
充分条件
ACD
题目变式
条件是选项
条件
-2<x<2
AB
小范围推出大范围
应用
小范围推出大范围
D
B
A
(1)若p是q的充分条件:,则A⊆B;
A
B
(2)若p是q的必要条件:,则B⊆A;
记集合A={x|p(x)},B={x|q(x)}
B
A
(3)若p是q的充分不必要条件:,则A B;
A
B
(4)若p是q的必要不充分条件:,则B A;
B(A)
A(B)
B
A
(5)若p是q的充分必要条件: ,则A=B;
A
B
(6)若p是q的必要不充分条件:,即A⊈B;
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