内容正文:
第2章 常用逻辑用语
1
2.2 充分条件、必要条件、充要条件
2
“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.
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1.理解充分条件、必要条件、充要条件的概念.
2.结合具体命题掌握判断充分条件、必要条件、充要条件的方法.
3.会利用充分条件、必要条件、充要条件求参数(范围).
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学习目标
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1
新知学习 探究
2
课堂巩固 自测
5
PART
01
新知学习 探究
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一 充分条件与必要条件
有如图所示的电路图.
思考 开关闭合时 灯一定亮吗?从数学的角度如何描述这种关系?
提示开关闭合时灯一定亮;开关闭合是 灯亮的充分条件.
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[知识梳理]
命题真假 “若,则 ”为真命题 “若,则 ”为假命题
推出关系 ①___ ②___
条件关系 是 的③______条件
是 的④______条件 不是 的⑤______条件
不是 的⑥______条件
充分
必要
充分
必要
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[例1] (对接教材例1、例2)下列各题中,哪些是 的充分条件?哪些
是 的必要条件?
(1)四边形为菱形,四边形 为平行四边形;
【解】因为四边形为菱形 四边形为平行四形,即 ,
所以是 的充分条件.
因为四边形为平行四边形四边形为菱形,即 ,
所以不是 的必要条件.
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(2), ;
解:因为,即 ,
所以是 的充分条件.
因为,即 ,
所以不是 的必要条件.
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(3), .
解:若,则 ,
所以 ,
所以不是 的充分条件.
若,则,所以 ,
所以是 的必要条件.
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充分条件与必要条件的判断方法
(1)判断<m></m>是<m></m>的什么条件,主要判断若<m></m>成立时,能否推出<m></m>成立,反过
来,若<m></m>成立时,能否推出<m></m>成立.若<m></m>为真,则<m></m>是<m></m>的充分条件,若
<m></m>为真,则<m></m>是<m></m>的必要条件.
(2)除了用定义判断外,还可以利用集合间的关系判断,由<m></m>构成的集合
为<m></m>,由<m></m>构成的集合为<m></m>,若<m></m>,则<m></m>是<m></m>的充分条件;若<m></m>,则<m></m>
是<m></m>的必要条件.
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[跟踪训练1] (1)已知,, 是实数,下列命题结论正确的是( )
A.“”是“ ”的充分条件
B.“四边形为菱形”是“四边形的对角线垂直”的必要条件
C.“”是“ ”的充分条件
D.“”是“ ”的必要条件
解析:选C.对于A,当,时,满足,但是 ,所
以充分性不成立;对于B,四边形的对角线垂直不能推出该四边形为菱形,
所以必要性不成立;对于C,由得,则 成立,所以充
分性成立;对于D,当,时,满足,但是 ,所
以必要性不成立,故“”不是“ ”的必要条件.故选C.
√
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(2)“”是“”的______条件,“”是“ ”的______
条件.(用“充分”“必要”填空)
必要
充分
解析:由于,所以“”是“ ”的必要条件,“
”是“ ”的充分条件.
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二 充要条件
给出下面两个“若,则 ”形式的命题:
(1)若,则 ;
(2)若,则 .
思考1 能判断这两个命题的真假吗?
提示 (1)是真命题;(2)是真命题.
思考2 若,,则是 的什么条件?
提示 由命题(1)知是的充分条件;由命题(2)知是 的必要条件.
思考3 命题(1)与命题(2)有什么关系?
提示 互为逆命题.
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[知识梳理]
1.充要条件
一般地,如果①_______,且②_______,那么称是 的充分且必要条件,简称为
是的③______条件,也称的充要条件是,记作④_______,称为“与
等价”,或“等价于 ”.
充要
2.对充分条件和必要条件的进一步划分
条件与结论 的关系 结论
,且 是 的⑤______________条件
,且 是 的⑥______________条件
,且,即 是 的⑦______条件
,且 是 的⑧__________________条件
充分且不必要
必要且不充分
充要
既不充分又不必要
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角度1
充要条件的判断
[例2] (对接教材例3)指出下列命题中,是 的什么条件.
(1),, 中至少有一个不为零;
【解】因为, ,
所以是 的充分且不必要条件.
(2), ;
解:因为, ,
所以,所以是 的充要条件.
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(3), ;
解:由,得且,又 ,
所以是 的必要且不充分条件.
(4)是偶数,是偶数; 是偶数.
解:当是偶数,是偶数时,是偶数,反之不成立,如 ,
,,所以是 的充分且不必要条件.
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判断充要条件的三种方法
(1)定义法:直接判断“若<m></m>,则<m></m>”以及“若<m></m>,则<m></m>”的真假.
(2)集合法:即利用集合的包含关系判断.如果条件<m></m>和结论<m></m>相应的集合
分别为<m></m>和<m></m>,那么若<m></m>,则<m></m>是<m></m>的充分条件;若<m></m>,则<m></m>是<m></m>的必
要条件;若<m></m>,则<m></m>是<m></m>的充要条件.
(3)传递法:充分条件和必要条件具有传递性,即由<m></m>,
可得<m></m>;充要条件也有传递性.
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角度2
充要条件的证明
[例3] 求证:方程 有两个同号且不相等实根的充要条
件是 .
【证明】(1)充分性:因为,所以方程 的
判别式,且 ,
所以方程 有两个同号且不相等的实根.
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(2)必要性:若方程 有两个同号且不相等的实根,分
别设为, ,
则有解得 .
综合知,方程 有两个同号且不相等的实根的充要
条件是 .
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充要条件的证明思路
在证明有关充要条件的问题时,通常从“充分性”和“必要性”两个方面
来证明.在证明时,要注意:若证明“<m></m>的充要条件是<m></m>”,那么“充分性”是
<m></m>,“必要性”是<m></m>;若证明“<m></m>是<m></m>的充要条件”,则与之相反.
注意 证明时一定要注意证明的方向性,分清充分性与必要性的证明方向.
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[跟踪训练2] (1)下列选项中,使 成立的一个必要且不充
分条件是( )
A. B. C. D.
解析:选B.不等式,解得 ,根据充分条件、必要条
件的定义可知:
对于A,是 成立的充要条件,A错误;
对于B,,则是 成立的一个必要且
不充分条件,B正确;
√
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对于C,,则是 成立的一个充分且不
必要条件,C错误;
对于D,与没有包含关系,则是 成立的
既不充分又不必要条件,D错误.
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(2)已知,,均为实数,证明“”是“关于 的方程
有一正根和一负根”的充要条件.
证明:充分性:因为,所以,所以方程 为一
元二次方程,且,所以 有两个
不相等的实数根,分别设为,.因为,所以 ,所
以,为一正一负,即 有一正根和一负根.
必要性:因为 有一正根和一负根,
所以 ,
所以方程 为一元二次方程.
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设两个根分别为, ,
则,所以 .
综上知,“”是“关于的方程 有一正根和一负根”的
充要条件.
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三 由充分条件、必要条件求参数范围
[例4] 已知,,若是 的
必要不充分条件,求实数 的取值范围.
【解】 因为是的必要不充分条件,所以是 的充分不必要条件,
即 ,
故有或
解得 .
又,所以实数的取值范围为 .
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母题探究 本例中,不变,是否存在实数使是 的充要条件?若存在,
求出 的值;若不存在,请说明理由.
解:不存在.理由如下:若是的充要条件,则 方程组无解.
故不存在实数,使得是 的充要条件.
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由条件关系求参数的值(范围)的步骤
(1)根据条件关系建立条件构成的集合之间的关系;
(2)根据集合端点,数形结合列方程或不等式(组)求解.
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[跟踪训练3] 已知, .
(1)当为何值时,是 的充分不必要条件?
解:因为是的充分不必要条件,所以 ,且
,所以 .
所以当时,是 的充分不必要条件.
(2)当为何值时,是 充要条件?
解:因为是 的充要条件,
所以 ,
所以 .
所以当时,是 的充要条件.
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PART
02
课堂巩固 自测
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1.设,则“”是“ ”的( )
A.必要且不充分条件 B.充分且不必要条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
解析:选B.“” “”,反之不成立.所以“ ”是“
”的充分且不必要条件.故选B.
√
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2.(多选)已知全集为,下列选项中,“ ”的充要条件是( )
A. B. C. D.
解析:选.对于选项A,若,则有,又当 ,有
,所以选项A正确;
对于选项B,若,则有,又当,有 ,所
以选项B正确;
对于选项C,若,则,可得到,但 ,得不
出,即得不出 ,所以选项C不正确;
对于选项D,,则有,得不出 ,所以选项D不正确.
故选 .
√
√
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3.写出 的一个必要且不充分条件:_____________________.
(答案不唯一)
解析:由,得 ,
则不能推出,能推出 ,
则是的必要且不充分条件,即 的一个必要且不充分
条件是 .
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4.若“”是“”的充分且不必要条件,则实数 的取值
范围是________.
解析:因为“”是“ ”的充分且不必要条件,所以
,则,解得 .
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1.已学习:(1)充分条件;(2)必要条件;(3)充要条件.
2.须贯通:(1)充分条件、必要条件、充要条件的判断方法:定义法、集
合法、传递法;
(2)根据充分、必要条件求参数的值(范围).
3.应注意:(1)充分条件、必要条件不唯一;
(2)求参数范围时,要注意能否取到端点值.
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