内容正文:
1.4 充分条件与必要条件
一、学习目标
1. 理解充分条件、必要条件、充要条件的定义,能结合命题判断;
1. 掌握 “若 p 则 q” 命题中条件与结论的逻辑关系;
1. 能利用充分、必要条件解决简单的参数取值问题。
二、知识点精讲
1. 逻辑关系核心定义:
命题:“若 p,则 q”(p 为条件,q 为结论);
充分条件:p⇒q(p 成立 “足够推出” q 成立,p 是 q 的充分条件);
通俗说:“有 p 就够了,不用其他条件”;
必要条件:q⇒p(q 成立 “必须要 p 成立”,p 是 q 的必要条件);
通俗说:“没 p 不行,q 离不开 p”;
充要条件:p⇔q(p⇒q 且 q⇒p,互相推出);
等价说法:p 是 q 的充分必要条件,q 是 p 的充分必要条件。
2.充分、必要条件的集合表示:
设 p 对应集合 P={x | p (x)},q 对应集合 Q={x | q (x)};
p⇒q ⇔ P⊆Q(p 的范围包含于 q 的范围,小范围推大范围);
q⇒p ⇔ Q⊆P(大范围推小范围);
p⇔q ⇔ P=Q(范围相等)。
三、例题解析
例 1:判断下列命题中 p 是 q 的什么条件
(1)p:x>2,q:x>1;
(2)p:x 是偶数,q:x 能被 2 整除;
(3)p:x²=4,q:x=2。
解:
(1)p⇒q(x>2⇒x>1),但 q⇏p(x>1 不一定 x>2),故 p 是 q 的充分不必要条件;
(2)p⇔q(偶数等价于能被 2 整除),故 p 是 q 的充要条件;
(3)p⇏q(x²=4⇒x=±2),但 q⇒p(x=2⇒x²=4),故 p 是 q 的必要不充分条件。
例 2:已知 p:{x|1≤x≤3},q:{x|a≤x≤a+2},若 p 是 q 的充分条件,求 a 的取值范围.
解: 若 p 是 q 的充分条件,则由 p 可以推出 q,对应集合关系为 P 包含于 Q。 令 P={x | 1≤x≤3},Q={x | a≤x≤a+2},由 P⊆Q 可得不等式组: a ≤ 1 ,a + 2 ≥ 3 解不等式 a + 2 ≥ 3,得 a ≥ 1。 联立 a ≤ 1 与 a ≥ 1,解得 a=1。
检验:当 a=1 时,Q={x | 1≤x≤3},此时 P=Q,满足 P⊆Q,符合题意。
综上,实数 a 的取值是 a=1。
例 3:已知p:{x | 1≤x≤4},q:{x | t≤x≤t+3},若q是p的充分不必要条件,求实数t的取值范围。
解: q是p的充分不必要条件,说明q可以推出p,p不能推出q,对应集合关系Q真包含于P。 设P={x | 1≤x≤4},Q={x | t≤x≤t+3},由Q⫋P列出不等式组: t ≥ 1 t + 3 ≤ 4 解不等式t+3 ≤ 4,得t ≤ 1。 联立t ≥ 1与t ≤ 1,解得t=1。 检验:当t=1时,Q={x | 1≤x≤4},此时Q=P,不满足真子集关系,无符合条件的实数t。 综上,实数t不存在,解集为空集,
四、课堂练习
1. “x=1” 是 “x²-1=0” 的________条件(充分不必要 / 必要不充分 / 充要)
解: 第一步:判断充分性 若x=1,代入得1²-1=0,由x=1能推出x²-1=0,充分成立。 第二步:判断必要性 解方程x²-1=0,得x=1或x=-1,满足x²-1=0不一定能推出x=1,必要不成立。 结论:充分不必要条件
1. 已知 p:x>m,q:x>2,若 p 是 q 的充分条件,求 m 的取值范围
解: p是q的充分条件,说明由p可以推出q,集合{x|x>m}包含于集合{x|x>2}。 大于m的数全部都大于2,可得m≥2。 综上,m的取值范围是m≥2。
1. 设p:整数x满足x是4的倍数,q:整数x满足x是2的倍数,判断p是q的什么条件
解: 判断充分性: 如果整数x是4的倍数,则一定能写成x=4k(k为整数),x=2·(2k),说明x一定是2的倍数,p可以推出q,充分成立。
判断必要性: 如果整数x是2的倍数,举例x=2,2是2的倍数,但2不是4的倍数,无法由q推出p,必要不成立。 结论:p是q的充分不必要条件
五、易错点总结
1. 充分与必要混淆:“p 是 q 的充分条件” 等价于 “q 是 p 的必要条件”,勿颠倒;
1. 集合法判断:小范围推大范围(例:x>3⇒x>2,小范围 x>3 是大范围 x>2 的充分条件);
1. 含参数问题:漏检验等号是否成立,导致范围扩大或缩小。
六、课后作业
一、单选题:本题共5小题,每小题5分,共25分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.已知,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
2.“”是“”的条件.
A. 充要 B. 充分不必要 C. 必要不充分 D. 既不必要也不充分
3.“”是“”的( )
A. 必要但不充分条件 B. 充分但不必要条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
4.使成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
5.使成立的一个必要条件是( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共2小题,共12分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
6.下列“若,则”形式的命题中,是的必要条件的有( )
A. 若,是偶数,则是偶数
B. 若,则方程有实根
C. 若四边形的对角线互相垂直,则这个四边形是菱形
D. 若,则
7.若关于的方程至多有一个实数根,则它成立的必要条件可以是( )
A. B. C. D.
三、解答题:本题共1小题,共12分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
8.本小题分
已知集合、集合.
若,求实数的取值范围;
设命题:;命题:,若命题是命题的必要不充分条件,求实数的取值范围.
1.【答案】
【解析】
本题考查充分必要条件的判断,不等式性质,属于基础题.
根据不等式基本性质可推出,充分性成立,反之,不能确定成立,故必要性不成立,即可得到结论.
解:由,
两边同乘,
可得,
充分性成立;
由,
两边同乘,因不能确定的正负性,
不能确定得到,
必要性不成立.
故选A.
2.【答案】
【解析】解:若,则,此时“”不成立,充分性不成立;
“”可以推出“”,故必要性成立.
故选:.
3.【答案】
【解析】解:由得或,
则“”是“”的充分不必要条件.
故选:.
4.【答案】
【解析】
本题主要考查充分条件和必要条件的判断,属于基础题.
根据充分条件和必要条件的定义,即是找的一个真子集,结合选项即可判断.
解:要找“”成立的一个充分不必要条件,即是找的一个真子集,
结合选项,选项满足题意.
故选B.
5.【答案】
【解析】
根据充分必要条件的定义以及集合的包含关系判断即可.
本题考查了充分必要条件,考查集合的包含关系,是基础题.
使成立的一个必要条件是,
故选:.
6.【答案】
【解析】
本题考察必要条件的判断,属于基础题.
结合选项,逐个判断即可.
解:是偶数不一定能推出,是偶数,因为,可以是奇数,不符合题意
当方程有实根时,则有 ,显然能推出,符合题意
因为菱形对角线互相垂直,所以由四边形是菱形能推出四边形的对角线互相垂直,符合题意
显然由能推出,所以符合题意.
7.【答案】
8.【答案】解:由题意可知:
,
又,
当时,,解得,
当时,
解得,
综上所述,
实数的取值范围为;
命题是命题的必要不充分条件,
集合是集合的真子集,
当时,
可得,解得,
当时,由可得.
综上所述,实数的取值范围为
【解析】本题考查必要不充分条件的应用,含参数的交集运算问题,属于基础题.
分、讨论,根据交集的运算和空集的定义结合不等式即可求解;
根据必要不充分条件,和两种情况讨论,即可求解.
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1.4 充分条件与必要条件
一、学习目标
1. 理解充分条件、必要条件、充要条件的定义,能结合命题判断;
1. 掌握 “若 p 则 q” 命题中条件与结论的逻辑关系;
1. 能利用充分、必要条件解决简单的参数取值问题。
二、知识点精讲
1. 逻辑关系核心定义:
命题:“若 p,则 q”(p 为条件,q 为结论);
充分条件:p⇒q(p 成立 “足够推出” q 成立,p 是 q 的充分条件);
通俗说:“有 p 就够了,不用其他条件”;
必要条件:q⇒p(q 成立 “必须要 p 成立”,p 是 q 的必要条件);
通俗说:“没 p 不行,q 离不开 p”;
充要条件:p⇔q(p⇒q 且 q⇒p,互相推出);
等价说法:p 是 q 的充分必要条件,q 是 p 的充分必要条件。
2.充分、必要条件的集合表示:
设 p 对应集合 P={x | p (x)},q 对应集合 Q={x | q (x)};
p⇒q ⇔ P⊆Q(p 的范围包含于 q 的范围,小范围推大范围);
q⇒p ⇔ Q⊆P(大范围推小范围);
p⇔q ⇔ P=Q(范围相等)。
三、例题解析
例 1:判断下列命题中 p 是 q 的什么条件
(1)p:x>2,q:x>1;
(2)p:x 是偶数,q:x 能被 2 整除;
(3)p:x²=4,q:x=2。
例 2:已知 p:{x|1≤x≤3},q:{x|a≤x≤a+2},若 p 是 q 的充分条件,求 a 的取值范围.
例 3:已知p:{x | 1≤x≤4},q:{x | t≤x≤t+3},若q是p的充分不必要条件,求实数t的取值范围。
四、课堂练习
1. “x=1” 是 “x²-1=0” 的________条件(充分不必要 / 必要不充分 / 充要)
1. 已知 p:x>m,q:x>2,若 p 是 q 的充分条件,求 m 的取值范围
1. 设p:整数x满足x是4的倍数,q:整数x满足x是2的倍数,判断p是q的什么条件
五、易错点总结
1. 充分与必要混淆:“p 是 q 的充分条件” 等价于 “q 是 p 的必要条件”,勿颠倒;
1. 集合法判断:小范围推大范围(例:x>3⇒x>2,小范围 x>3 是大范围 x>2 的充分条件);
1. 含参数问题:漏检验等号是否成立,导致范围扩大或缩小。
六、课后作业
一、单选题:本题共5小题,每小题5分,共25分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.已知,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
2.“”是“”的条件.
A. 充要 B. 充分不必要 C. 必要不充分 D. 既不必要也不充分
3.“”是“”的( )
A. 必要但不充分条件 B. 充分但不必要条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
4.使成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
5.使成立的一个必要条件是( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共2小题,共12分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
6.下列“若,则”形式的命题中,是的必要条件的有( )
A. 若,是偶数,则是偶数
B. 若,则方程有实根
C. 若四边形的对角线互相垂直,则这个四边形是菱形
D. 若,则
7.若关于的方程至多有一个实数根,则它成立的必要条件可以是( )
A. B. C. D.
三、解答题:本题共1小题,共12分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
8.本小题分
已知集合、集合.
若,求实数的取值范围;
设命题:;命题:,若命题是命题的必要不充分条件,求实数的取值范围.
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