内容正文:
1.4 充分条件与必要条件
1.4.1 充分条件与必要条件
新课导入
“有之则必然,无之则未必不然”,“无之则必不然,有之则未必然”,这两句话蕴含什么逻辑关系呢?这就是本节我们所要探讨的内容.
学习目标
1.通过对典型数学命题的梳理,理解充分条件、必要条件的含义.
2.理解充分条件与判定定理、必要条件与性质定理的关系.
3.能通过充分性、必要性解决简单的问题.
新知学习 探究
一 命题的概念及结构
阅读下列语句:(1)个位数是5的自然数能被5整除;(2)直角三角形都相似;(3)上课请不要讲话;(4)你是高一学生吗?(5).
思考1.哪些语句不能判断真假?哪些语句能判断真假?
思考2.能判断真假的语句有什么结构特点?
【答案】思考1 提示: 不能判断真假;能判断真假且(1)真(2)假.
思考2 提示:一般都可改写成“若 ,则……”的形式.
[知识梳理]
1.定义:一般地,我们把用语言、符号或式子表达的,可以判断①_ _ 的②_ _ _ _ _ _ 叫做命题.
【答案】真假; 陈述句
2.分类:判断为③的语句是真命题;判断为④的语句是假命题.
【答案】真; 假
3.结构形式:“若,则”“如果,那么”等形式的命题中,其中⑤_ _ _ _ 称为命题的条件,⑥_ _ _ _ 称为命题的结论.
【答案】;
[即时练]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”.
(1) “”是命题.( )
(2) “所有的素数都是奇数”为真命题.( )
(3) “三条边都相等的三角形是等边三角形”为假命题.( )
(4) “若两个角互为补角,则这两个角不相等”是真命题.( )
【答案】(1) √
(2) ×
(3) ×
(4) ×
2.(多选)下列命题是真命题的是( )
A.
B. 若,都是无理数,则是无理数
C. 若集合,则
D.
【答案】CD
【解析】选.对于,,故 是假命题;对于,设,,则,都是无理数,而 不是无理数,故 是假命题;对于,若,即 是 的子集,故,故 是真命题;易知 是真命题.故选.
3.把下列命题改写成“若,则”的形式,并判断命题的真假.
(1) 奇数不能被2整除;
(2) 当时,;
(3) 已知,为正整数,当时,且.
【答案】(1) 解:若一个数是奇数,则它不能被2整除,是真命题.
(2) 若,则,是真命题.
(3) 已知,为正整数,若,则 且,是假命题.
要判断一个命题是否为真命题,一般需要经过严格的推理论证,在判断时要有理有据,有时应综合各种情况作出正确的判断.而判断一个命题是否为假命题,只需举出一个反例即可.
二 充分条件与必要条件
有如图所示的电路图.
思考1.哪一个电路图可以说明,当开关闭合,灯一定亮呢?
思考2.对于电路图1,当灯亮,开关一定闭合吗?
【答案】思考1 提示:图1.
思考2 提示:不一定,也可能是 开关闭合.
[知识梳理]
命题真假
“若,则”为真命题
“若,则”为假命题
推出关系
_ _ _ _
_ _ _ _
条件关系
是的③_ _ 条件;
是的④_ _ 条件
_ _ 的充分条件;
不是的必要条件
【答案】; ; 充分; 必要; 不是
角度1 充分条件的判断
[例1] (对接教材例1)判断下列各组,中,是否是的充分条件?
(1) 在中,,;
(2) 已知,,;
(3) 已知,,.
【答案】(1) 【解】在 中,,所以 是 的充分条件.
(2) 由,所以 是 的充分条件.
(3) 方法一:由,所以 不是 的充分条件.
方法二:设集合,,则,所以 不是 的充分条件.
充分条件的两种判断方法
(1)定义法
(2)集合法
已知条件甲“”,条件乙“”,若,则甲是乙的充分条件.
角度2 必要条件的判断
[例2] (对接教材例2)判断下列各组,中,是否为的必要条件?
(1) ,;
(2) ,;
(3) 是无理数,是无理数.
【答案】(1) 【解】由,则 成立,所以 是 的必要条件.
(2) 由,不能推出,则,所以 不是 的必要条件.
(3) 由 是无理数 是无理数,则 成立,所以 是 的必要条件.
必要条件的两种判断方法
(1)定义法
(2)集合法
已知条件甲“”,条件乙“”,若,则甲是乙的必要条件.
[跟踪训练1].
(1) (多选)如果命题“若,则”是真命题,那么下列说法一定正确的是( )
A. 是的充分条件 B. 是的必要条件
C. 是的必要条件 D. 是的充分条件
(2) 能使成立的充分条件是_ _ _ _ _ _ 或_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(填写两个不同条件)
【答案】(1) AC
(2) ;(答案不唯一)
【解析】
(1) 选.命题“若,则”是真命题,则,则 是 的充分条件,是 的必要条件,故,正确.又 不一定可以推出,故,不一定正确.
(2) 设,其充分条件为,则应该有,而 或 等均满足题意.
三 充分条件与必要条件的应用
[例3] 已知实数满足,其中;实数满足.若是的充分条件,求实数的取值范围.
【解】 由,,,可令集合,,集合.
因为,所以,
所以
解得,
所以实数 的取值范围是.
母题探究.将本例中条件改为“实数满足,其中”,若是的必要条件,求实数的取值范围.
解:由,,,
可令集合,,
集合.
因为,所以,
所以
所以实数 的取值范围是.
充分条件与必要条件的应用技巧
(1)应用:可利用充分性与必要性进行相关问题的求解,特别是求参数的值或取值范围问题.
(2)求解技巧:先把,等价转化,利用充分条件、必要条件与集合间的包含关系,建立关于参数的不等式(组)进行求解.
[跟踪训练2].
(1) 若“”是“”的必要条件,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
(2) 若“”是“”的充分条件,则实数的值为_ _ _ _ _ _ _ _ .
【答案】(1) D
(2) 1或
【解析】
(1) 选.由“”是“”的必要条件知,即 是 的子集,可得.
(2) 依题意,可得,解得 或.
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