内容正文:
课时七 充要条件
第一章 集合与常用逻辑用语
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将命题“若p,则q”中的条件p和结论q互换,就得到一个新的命题“___________”,称这个命题为原命题的逆命题.
若q,则p
精彩课堂
1.概念的引入
下列“若p,则q”形式的命题中,哪些命题与它们的逆命题都是真命题?
(1)若两个三角形的两角和其中一角所对的边分别相等,则这两个三角形全等;
(2)若两个三角形全等,则这两个三角形的周长相等;
下列“若p,则q”形式的命题中,哪些命题与它们的逆命题都是真命题?
(1)若两个三角形的两角和其中一角所对的边分别相等,则这两个三角形全等;
逆命题:若两个三角形全等,则这两个三角形的两角和其中一角所对的边分别相等;
(2)若两个三角形全等,则这两个三角形的周长相等;
逆命题:若两个三角形的周长相等,则这两个三角形全等;
真
真
假
真
下列“若p,则q”形式的命题中,哪些命题与它们的逆命题都是真命题?
(1)若两个三角形的两角和其中一角所对的边分别相等,则这两个三角形全等;
(2)若两个三角形全等,则这两个三角形的周长相等;
真
假
真
真
上述命题中的条件是结论的充分条件还是必要条件?
既是充分条件又是必要条件的互相既是充分条件又是必要条件.
2.概念的形成
充要条件:如果“若p,则q”和它的逆命题“若q,则p”均是真命题,即既有p⇒q,又有q⇒p,就记作p⇔q.此时,p既是q的充分条件,也是q的必要条件,我们说p是q的充分必要条件,简称为充要条件.
显然,如果p是q的充要条件,那么q也是p的充要条件.
如何判断p是q的充要条件?
根据充要条件的定义,要判定p与q互为充要条件只要判断出p⇒q,且q⇒p,即p⇔q即可,其实质都是判断命题“若p,则q”与它的逆命题的真假,若都为真,则p与q互为充要条件.
3.概念的深化
(1)若p⇔q,则p是q的充要条件,p唯一吗?请举例说明.
(2)我们知道判定定理和充分条件的关系,性质定理和必要条件的关系,那么充要条件和什么有关系呢?试给出“四边形是平行四边形”的充要条件并分析一下.
数学定义从充分性和必要性两个方向刻画数学对象,不同的充要条件从不同的角度刻画了一个数学对象.
根据已学的知识,你认为“若p,则q”的命题中p与q的关系有哪些?
例题探究
例1、命题“若x>1,则x>0”的逆命题是________________________.
答案:若x>0,则x>1
例2、命题“正三角形都相似”的逆命题是________________________.
解析:原命题:若三角形是正三角形,则这些三角形相似.
逆命题:若三角形相似,则这些三角形是正三角形.
答案:若三角形相似,则这些三角形是正三角形
例3、在下列各题中,试判断p是q的什么条件(充分必要性).
(1)p:在△ABC中,AB>AC,q:在△ABC中,∠C>∠B;
【解】 由三角形中大边对大角,大角对大边的性质可知p是q的充要条件.
(2)p:A⊆B,q:A∪B=B;
【解】若A⊆B,则一定有A∪B=B,反之,若A∪B=B,则一定有A⊆B,故p是q的充要条件.
(3)p:|x|=|y|,q:x3=y3.
【解】因为|x|=|y|时,x=±y,不一定有x3=y3,而x3=y3时一定有x=y,必有|x|=|y|,所以p是q的必要不充分条件.
例4、“x2+(y-2)2=0”是“x(y-2)=0”的( )
A.必要不充分条件
B.充分不必要条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:由x2+(y-2)2=0,得x=0且y=2,所以x(y-2)=0.反之,
由x(y-2)=0,得x=0或y=2,x2+(y-2)2=0不一定成立.故选B.
例5、若A是B的充分条件,D是C的必要条件,C是B的充要条件,则D是A的( )
A.充分条件 B.必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:因为A是B的充分条件,所以A⇒B ①;
因为D是C的必要条件,所以C⇒D ②;
因为C是B的充要条件,所以C⇔B ③.
由①③得A⇒C ④,由②④得A⇒D,所以D是A的必要条件.故选B.
课堂练习
1.求证:关于x的方程ax2+bx+c=0有一个根为1的充要条件是a+b+c=0.
【证明】①充分性:因为a+b+c=0,
所以c=-a-b,代入方程ax2+bx+c=0中可得ax2+bx-a-b=0,
即(x-1)(ax+a+b)=0.
故关于x的方程ax2+bx+c=0有一个根为1.
②必要性:因为关于x的方程ax2+bx+c=0有一个根为1,
所以x=1满足方程ax2+bx+c=0,
所以a×12+b×1+c=0,即a+b+c=0.
综上:关于x的方程ax2+bx+c=0有一个根为1的充要条件是a+b+c=0.
2.若“x>a”是“x>6”的必要条件,则实数a的取值范围是________.
解析:依题意,“若x>6,则x>a”为真命题,故实数a的取值范围是{a|a≤6}.
答案:{a|a≤6}
3.“x2+(y-2)2=0 ”是“x(y-2)=0 ”的( )
A.必要不充分条件
B.充分不必要条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:若x2+(y-2)2=0,可得x=0,且y-2=0,可得x(y-2)=0,但当x(y-2)=0时,无法推出x2+(y-2)2=0,如x=0,y=3.∴x2+(y-2)2=0是x(y-2)=0的充分不必要条件.所以B选项是正确的.
4.已知p:x<-2或x>3,q:4x+m<0,若p是q的必要不充分条件,则实数m的取值范围________.
解析:设A={x|x<-2,或x>3},B=x|x<-4(m)},
因为p是q的必要不充分条件,
所以BA,所以-4(m)≤-2,即m≥8.
所以m的取值范围为{m|m≥8}.
答案:{m|m≥8}
学 习 目 标 核 心 素 养
1.通过对典型数学命题的梳理,理解充要条件的意义;
2理解数学定义与充要条件的关系. 1.数学抽象:充要条件的概念.
2.逻辑推理:充要条件的判定及证明.
小结:
课 时 结 束
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