内容正文:
数学·必修·第一册(苏教)
第2章
常用逻辑用语
2.2 充分条件、必要条件、充要条件
第一课时 充分条件、必要条件
⇒
充分
必要
充分
必要
具体特征
必要性
所有特征
充分性
充要性
课下培优巩固练(七)
[课程标准] 1.理解必要条件的意义,理解性质定理与必要条件的关系. 2.理解充分条件的意义,理解判定定理与充分条件的关系. 3.理解充要条件的意义,理解数学定义与充要条件的关系.
一、充分条件、必要条件
命题真假
“若p,则q”为真命题
“若p,则q”为假命题
推出关系
p___q
p______ q
条件
关系
p是q的______条件;
q是p的______条件
p不是q的______条件;
q不是p的______条件
微点拔:对于“p⇒q”,蕴含以下多种解释:
①“若p,则q”形式的命题为真命题;
②由条件p可以得到结论q;
③p是q的充分条件或q的充分条件是p;
④只要有条件p,就一定有结论q,即p对于q是充分的;
⑤q是p的必要条件或p的必要条件是q;
⑥为得到结论q,具备条件p就可以推出.
显然,“p是q的充分条件”与“q是p的必要条件”表述的是同一个逻辑关系,即p⇒q,只是说法不同.
注意:不能将“若p,则q”与“p⇒q”混为一谈,只有“若p,则q”为真命题时,才有“p⇒q”,即“p⇒q”⇔“若p,则q”为真命题.
二、判定定理和性质定理与充分条件、必要条件的关系
(1)性质定理是指某类对象具有的____________,所以性质定理具有“_________”;
(2)判定定理是指对象只要具有某具体的特征,就一定有该对象的____________,所以判定定理具有“_________”;
(3)数学中的定义既可以用于判定,也可以作为性质.即数学中的定义具有“_________”.
微思考:(1)“一组对边平行且相等的四边形为平行四边形”可以看成一个判定定理,这里“一组对边平行且相等”是“四边形为平行四边形”的什么条件?
(2)“菱形的对角线互相垂直”可以看成一个性质定理,这里“四边形对角线互相垂直”是“四边形是菱形”的什么条件?
提示:(1)充分条件;(2)必要条件.
【基点小试】
1.命题“已知n∈Z,若a=4n,则a是偶数”中,“a是偶数”是“a=4n”的________条件;“a=4n”是“a是偶数”的________条件.(用“充分”“必要”填空)
解析:当a是偶数时,取a=2,不能得到a=4n;当a=4n时,a是偶数.
故“a是偶数”是“a=4n”的必要条件,“a=4n”是“a是偶数”的充分条件.
答案:必要 充分
2.若a,b∈R,则“a=b”是“a2=b2”的________条件.(用“充分不必要”“必要不充分”填空)
解析:由a2=b2可得a=b或a=-b,
∴“a=b”是“a2=b2”的充分不必要条件.
答案:充分不必要
题型一 充分、必要条件的判断方法
例1.用“充分不必要”“必要不充分”填写下列各题.
(1)“x,y∈Q”是“xy∈Q”的___________________条件.
解析:若x,y∈Q,则xy∈Q;
若xy∈Q,当x=y= eq \r(2) 时,x,y∉Q.
所以“x,y∈Q”是“xy∈Q”的充分不必要条件.
答案:充分不必要
(2)“-3<x<4”是“-2<x≤3”的__________________条件.
解析:设集合A= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|-3<x<4)) ,集合B= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|-2<x≤3)) .可知BA,
所以B是A成立的充分不必要条件,即“-3<x<4”是“-2<x≤3”的必要不充分条件.
答案:必要不充分
(3)对于实数x,y,命题p:x+y≠3,命题q:x≠2或y≠1,则p是q的_________条件.
解析:对于实数x,y,“若x+y≠3,则x≠2或y≠1”的逆否命题是“若x=2且y=1,则x+y=3”,显然为真命题.反过来,若当x=0,y=3时,满足x≠2或y≠1,但是x+y=3.所以“x=2且y=1”是“x+y=3”的充分不必要条件,由等价命题知,p是q的充分不必要条件.
答案:充分不必要
[总结] 充分、必要条件的判断方法
(1)定义法
若p⇒q,qp,则p是q的充分不必要条件;
若pq,q⇒p,则p是q的必要不充分条件;
若pq,qp,则p是q的既不充分也不必要条件.
(2)集合法
对于集合A={x|x满足条件p},B={x|x满足条件q},具体情况如下:
若A⊆B,则p是q的充分条件;
若A⊇B,则p是q的必要条件;
若AB,则p是q的充分不必要条件;
若BA,则p是q的必要不充分条件.
(3)等价法
等价转化法就是在判断含有与“否”有关命题条件之间的充要关系时,根据原命题与其逆否命题的等价性转化为形式较为简单的两个条件之间的关系进行判断.
【练一练】
1.某市针对非本市户籍并在本市缴纳社保,且春节期间在本市过年的外来务工人员,每人发放1 000元专项补贴.小张是该市的一名务工人员,则“他在该市过年”是“他可领取1 000元疫情专项补贴”的__________条件.(用“充分不必要”“必要不充分”填空)
解析:只有非本市户籍并在本市缴纳社保的外来务工人员就地过年,才可领取1 000元专项补贴,小张是该市的一名务工人员,但他可能是本市户籍或非本市户籍但在本市未缴纳社保,所以“他在该市过年”是“他可领取1 000元疫情专项补贴”的必要不充分条件.
答案:必要不充分
2.若M≠∅,则“M∩N=∅”是“N=∅”的____________条件.(用“充分不必要”“必要不充分”填空)
解析:“M∩N=∅”成立,“N=∅”不一定成立,如:M=(1,2),N=(3,4),所以“M∩N=∅”是“N=∅”的不充分条件;
“N=∅”成立时,“M∩N=∅”一定成立,所以“M∩N=∅”是“N=∅”的必要条件.
所以“M∩N=∅”是“N=∅”的必要不充分条件.
答案:必要不充分
3.设集合M= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x>2)))) ,P= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x<3)))) ,那么“x∈M或x∈P”是“x∈M∩P”的____________条件.(用“充分不必要”“必要不充分”填空)
解析:因为集合M= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x>2)))) ,P= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x<3)))) ,所以若x∈M或x∈P,则x∈R,若x∈M∩P,则x∈ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,3)) ,即 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,3)) 是R的真子集,所以“x∈M或x∈P”是“x∈M∩P”的必要不充分条件.
答案:必要不充分
题型二 充分条件与必要条件的应用
例2.已知p:-2≤x≤10,q:1-m≤x≤1+m(m>0),若p是q的必要不充分条件,求实数m的取值范围.
解:p:-2≤x≤10,q:1-m≤x≤1+m(m>0).
因为p是q的必要不充分条件,所以q是p的充分不必要条件,
即{x|1-m≤x≤1+m}{x|-2≤x≤10},
故有 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-m≥-2,,1+m<10)) 或 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-m>-2,,1+m≤10,)) 解得m≤3.
又m>0,所以实数m的取值范围为{m|0<m≤3}.
【母题探究】 (1)(变条件)若将例题中的条件“m>0”去掉,其他条件不变,求实数m的取值范围.
解:当m<0时,{x|1-m≤x≤1+m}为空集,满足题意;
当m=0时,条件q对应集合{1},满足题意;
当m>0时,同例2的解法.
综上,实数m的取值范围为{m|m≤3}.
(2)(变条件)若本例中“p是q的必要不充分条件”改为“p是q的充分不必要条件”,其他条件不变,求实数m的取值范围.
解:p:-2≤x≤10,q:1-m≤x≤1+m(m>0).
因为p是q的充分不必要条件,
设p代表的集合为A,q代表的集合为B,所以AB.
所以 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-m≤-2,,1+m>10)) 或 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-m<-2,,1+m≥10.)) 解得m≥9,
即实数m的取值范围是{m|m≥9}.
[总结] 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)求解步骤:先把p,q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.
【练一练】
4.若p:x2+x-6=0是q:ax-1=0(a≠0)的必要而不充分条件,则实数a的值为( )
A.- eq \f(1,2)
B.- eq \f(1,2) 或 eq \f(1,3)
C.- eq \f(1,3)
D. eq \f(1,2) 或- eq \f(1,3)
答案:D
解析:p:x2+x-6=0,即x=2或x=-3,q:∵a≠0,∴x= eq \f(1,a) ,
由题意知p:x2+x-6=0是q:ax-1=0(a≠0)的必要而不充分条件,
则 eq \f(1,a) =2或 eq \f(1,a) =-3,解得a= eq \f(1,2) 或a=- eq \f(1,3) .
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