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
【学习目标】
1.理解充分条件、必要条件的概念,能进行充分条件、必要条件的判断.(数学抽象、逻辑推理)
2.了解充分条件与判定定理,必要条件与性质定理的关系.(数学抽象)
3.能通过充分性、必要性解决简单的问题.(逻辑推理)
充分条件与必要条件
命题真假 “若p,则q”是真命题 “若p,则q”是假命题
推出关系 _____ ______
条件关系 p是q的_________
q是p的_________ p不是q的_________
q不是p的_________
定理关系 (1)数学中的每一条_____定理都给出了相应数学结论成立的一个充分条件.
(2)数学中的每一条_____定理都给出了相应数学结论成立的一个必要条件
p⇒q
p q
充分条件
必要条件
充分条件
必要条件
判定
性质
[思考]
1.命题“若p,则q”即“p⇒q”吗?
提示: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”.
2.若p是q的充分条件,这样的条件p是唯一的吗?请举例说明.
提示:不唯一.如“对角线相等的平行四边形”“有一个角是直角的平行四边形”“有三个角是直角的四边形”都是“四边形是矩形”的充分条件.
[点睛]
若p⇒q,则p是q的充分条件,即要使q成立,有p成立就足够了,就是“有之即可,无之也行”;而q是p的必要条件,即q是p成立的必不可少的条件,缺其不可,就是“有之未必即可,无之则必不行.”
[点睛]
充分条件、必要条件与集合的关系
设A={x|x满足条件p},B={x|x满足条件q}
A⊆B p是q的充分条件;q是p的必要条件
B⊆A q是p的充分条件;p是q的必要条件
【明辨是非】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若“p⇒q”,则p的充分条件是q.( )
提示:若“p⇒q”,则p是q的充分条件.
(2)若q是p的必要条件,则q是唯一的.( )
提示:给定条件p,由p可以推出的结论q不是唯一的.
(3)“若q,则p”是真命题,则p是q的必要条件.( )
(4)“若p,则q”为假命题,则p不是q的充分条件,但q可以是p的必要条件.( )
提示:“若p,则q”为假命题,则p不是q的充分条件,q不是p的必要条件.
×
×
√
×
类型1 充分条件的判断(逻辑推理)
【典例1】(一题多变)
[母题]下列“若p,则q”形式的命题中,判断命题中的p是否是q的充分条件.
(1)若内错角相等,则两直线平行;
(2)若x<1,则x<2;
(3)若x2=y2,则x=y;
(4)若m>1,则方程x2-x-m=0有实根.
【解析】(1)若内错角相等,则两直线平行是真命题,所以p⇒q,所以p是q的充分条件.
(2)若x<1,则x<2是真命题,所以p⇒q,所以p是q的充分条件.
(3)若x2=y2,则x=y或x=-y,因此p q,所以p不是q的充分条件.
(4)因为m>1,所以Δ=12+4m>0,方程x2-x-m=0有实根,所以p⇒q,所以p是q的充分条件.
[变式1]母题(1)若改为“若同位角相等,则两直线平行”,p是否是q的充分条件?
【解析】若同位角相等,则两直线平行是真命题,所以p⇒q,所以p是q的充分条件.
[变式2]母题(1)若改为“若同旁内角互补,则两直线平行”,p是否是q的充分条件?
【解析】若同旁内角互补,则两直线平行是真命题,所以p⇒q,
所以p是q的充分条件.
【解题有招】
充分条件的两种判断方法
(1)定义法
(2)集合关系法
已知条件甲“x∈A”,条件乙“x∈B”,若A⊆B,则甲是乙的充分条件.
【即学即练】
下列“若p,则q”形式的命题中,判断命题中的p是否是q的充分条件.
(1)若a∈Q,则a∈R;
(2)若x>1,则x2>1;
(3)若四边形的对角线相等,则四边形是矩形;
(4)若(a-2)(a-3)=0,则a=3.
【解析】(1)由于Q⊆R,所以p⇒q,所以p是q的充分条件.
(2)由x>1可以推出x2>1,因此p⇒q,所以p是q的充分条件.
(3)因为等腰梯形的对角线相等,所以四边形的对角线相等 四边形是矩形,
所以p不是q的充分条件.
(4)由(a-2)(a-3)=0可以推出a=2或a=3,所以p q,所以p不是q的充分条件.
类型2 必要条件的判断(逻辑推理)
【典例2】(一题多变)
[母题]下列“若p,则q”形式的命题中,判断命题中的q是否是p的必要条件.
(1)若四边形是矩形,则这个四边形的对角线相等;
(2)若a是1的平方根,则a=1;
(3)若三角形是等边三角形,则三角形是等腰三角形.
【解析】(1)矩形的对角线一定相等,所以p⇒q,所以q是p的必要条件.
(2)1的平方根是±1,所以p q,所以q不是p的必要条件.
(3)等边三角形一定是等腰三角形,所以p⇒q,所以q是p的必要条件.
[变式1]母题(1)若改为“若四边形是矩形,则这个四边形的对边相等”,q是否是p的必要条件?
【解析】矩形的对边一定相等,所以p⇒q,所以q是p的必要条件.
[变式2]母题(1)若改为“若四边形是矩形,则这个四边形的对边平行”,q是否是p的必要条件?
【解析】矩形的对边一定平行,所以p⇒q,所以q是p的必要条件.
[变式3]母题(1)若改为“若四边形是矩形,则这个四边形的四个角都是直角”,q是否是p的必要条件?
【解析】矩形的四个角都是直角,所以p⇒q,所以q是p的必要条件.
【解题有招】
必要条件的两种判断方法
(1)定义法
(2)集合关系法
已知条件甲“x∈A”,条件乙“x∈B”,若A⊇B,则甲是乙的必要条件.
【即学即练】
下列“若p,则q”形式的命题中,q不是p的必要条件的有 .(填序号)
(1)若两个三角形面积相等,则两个三角形全等;
(2)若x为有理数,则为有理数;
(3)若x=y,则x2=y2.
【解析】(1)因为命题“若两个三角形面积相等,则两个三角形全等”是假命题,所以q不是p的必要条件;
(2)当x=0时,x是有理数,但无意义,所以不是有理数,所以q不是p的必要条件;
(3)因为x=y,等号左右两边平方后,等式依然成立,所以p⇒q,所以q是p的必要条件.
答案:(1)(2)
类型3 充分、必要条件的探求(逻辑推理)
【典例3】(易错·对对碰)
(1)(多选)使0<x<3成立的一个充分条件是( )
A.2<x≤3 B.0≤x<1
C.0<x≤2 D.1<x<2
【解析】选CD.从集合观点看,求0<x<3成立的一个充分条件,
就是从A,B,C,D中选出集合{x|0<x<3}的子集.所以{x|0<x≤2}⊆{x|0<x<3},
{x|1<x<2}⊆{x|0<x<3}符合题意.
√
√
(2)(多选)使0<x<3成立的一个必要条件是( )
A.0<x≤3 B.1≤x<3
C.0<x≤2 D.-1<x<3
【解析】选AD.从集合观点看,求0<x<3成立的一个必要条件,就是找集合{x|0<x<3}是选项A,B,C,D中哪个集合的子集.
由题可知{x|0<x<3}⊆{x|0<x≤3},{x|0<x<3}⊆{x|-1<x<3},所以A,D符合题意.
√
√
【解题有招】
充分、必要条件探求的注意点
因为若p是q的充分(必要)条件,这样的p是不唯一的,故解决充分(必要)条件的探求问题时一定要细心.
提醒:从集合关系看充分必要性,归纳为“小充分,大必要”即是小集合对应条件是大集合对应条件的充分条件;大集合对应条件是小集合对应条件的必要条件.
【即学即练】
已知条件p:x<0或x>2,则使得条件p成立的一个充分条件是( )
A.x<1或x>2 B.x<-1或x>4
C.x<0或x>1 D.0<x<2
【解析】选B.使得条件p成立的一个充分条件应为{x|x<0或x>2}的非空子集,只有x<-1或x>4满足要求.
√
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