1.4.1充分条件与必要条件(第一课时)·讲义-2026-2027学年高一上学期数学人教A版必修第一册

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1.4.1 充分条件与必要条件·讲义

人教A版必修第一册 第一章 1.4 充分条件与必要条件 第一课时

一、课标要求与本课时位置

课程标准对本节的要求:通过对典型数学命题的梳理,理解充分条件、必要条件的意义,理解充要条件的意义。本节共2课时,本课时是第一课时,学充分条件与必要条件(教材1.4.1);下一课时学充要条件(教材1.4.2)。本课时的落点是三件事:会把一个数学命题写成"若p,则q"的形式并判断真假;理解"pq"这个记号同时给出了两句话——p是q的充分条件、q是p的必要条件;能借助判定定理、性质定理和集合关系来判断充分性与必要性。

本课时在整章中的位置有点特别。前三节讲集合,是一套"名词";从本节起转入常用逻辑用语,是一套"连接词"。两者不是并列关系——集合恰好是理解充分必要条件最好的工具:把条件p看成使p成立的对象组成的集合A,条件q对应集合B,那么"pq"就是AB。这条翻译在本课时末尾要交给学生,下一课时讲充要条件、以及往后所有含参数的条件问题,靠的都是它。

往后看,充分必要条件是高中数学的通用语言。第二章讲不等式性质,每条性质都是一个"若…则…";函数的单调性、奇偶性判定,立体几何的判定定理与性质定理,全都在这套语言里表述。高考中,充分必要条件年年考,题型稳定为选择题一道,多与不等式、集合、函数结合,本课时的判断方法是那道题的全部基础。

本课时是学生第一次系统接触逻辑推理的符号表达。教材把"必要条件"列为难点——学生对"充分"有直觉(够用了),对"必要"没有(少不了),这一点是本课时教学的主攻方向。

二、知识精讲

(一)命题及其真假

用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题。判断为真的语句是真命题,判断为假的语句是假命题。要点在"可以判断真假"六个字:疑问句("你是高一的学生吗")、祈使句("请起立")都不是命题,因为无所谓真假;"空集是任何集合的真子集"是命题(虽然它是假的,少了"非空"二字);"-1的绝对值为1"是命题,且为真。page number 0

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数学中的许多命题可以写成"若p,则q"的形式,其中p叫做命题的条件,q叫做命题的结论。判断这类命题的真假,只看一件事:由p能不能推出q。能推出,命题为真,记作pq,读作"p推出q";推不出,命题为假,记作pq。

判断真假的两条路要分清:要说明"若p,则q"是假命题,只需举出一个反例——找到一个满足p却不满足q的对象;要说明它是真命题,则必须证明所有满足p的对象都满足q,举几个例子不算证明。这个不对称性学生要早知道,本课时的判断题里反复用到。

(二)充分条件与必要条件

一般地,如果"若p,则q"为真命题,即pq,那么我们就说,p是q的充分条件,q是p的必要条件。

这里最要紧的一点:pq这一个式子,同时给出了两句话。同一个推出关系,站在p这边看,p是q的充分条件;站在q这边看,q是p的必要条件。学生常把它们当成两件事分别去记,结果记混。教学时把这句话写在黑板正中:谁推出谁,前者充分,后者必要——箭头出发的一端是充分条件,箭头指向的一端是必要条件。

两个词的含义分开体会。"充分"就是够用了:有了p,q就跑不掉,p对q来说是足够的保证。举例:下雨地湿,下雨是地湿的充分条件——只要下了雨,地一定湿。至于地湿有没有别的原因(洒水车、水管漏了),不影响这句话。所以充分条件不必唯一,一个q可以有很多个充分条件。

"必要"就是少不了:q是p成立所必须具备的,没有q就一定没有p。还是那个例子:下雨地湿,地湿是下雨的必要条件——如果地是干的,那一定没下雨。学生对必要条件的困难在于方向感:必要条件在箭头的后面,看起来像"结论",怎么反倒成了"必须的"?可以这样帮他们扭过来——把命题倒过来说一遍:"如果地不湿,就没下雨",这句话和"下雨则地湿"是一回事,从这里能听出"地湿"对"下雨"的必需性。

生活中的例子可以再补一个便于记忆的:荀子说"不积跬步,无以至千里"。翻译过来是:不积跬步就到不了千里,即"至千里积跬步",积跬步是至千里的必要条件;但光积跬步不一定就能到千里(方向不对、半途而废),所以积跬步不是充分条件。

(三)教材例1:充分条件的判断

下列"若p,则q"形式的命题中,哪些命题中的p是q的充分条件?page number 1

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(1)若四边形的两组对角分别相等,则这个四边形是平行四边形;

(2)若两个三角形的三边成比例,则这两个三角形相似;

(3)若四边形为菱形,则这个四边形的对角线互相垂直;

(4)若x²=1,则x=1;

(5)若a=b,则ac=bc;

(6)若x,y为无理数,则xy为无理数。

解答:(1)这是平行四边形的一条判定定理,pq,所以p是q的充分条件。(2)这是相似三角形的一条判定定理,pq,所以p是q的充分条件。(3)这是菱形的一条性质定理,pq,所以p是q的充分条件。(4)由x²=1得x=1或x=-1,取x=-1,满足p但不满足q,pq,所以p不是q的充分条件。(5)等式两边同乘同一个数,等式仍成立,pq,所以p是q的充分条件。(6)取x=y=,x、y都是无理数,但xy=2是有理数,pq,所以p不是q的充分条件。

这道例题的教学价值在三处。第一,(1)(2)提示了判定定理与充分条件的关系;(3)说明性质定理同样可以给出充分条件——只要那个命题为真,条件就是结论的充分条件,不必纠结它在教材里叫判定还是性质。第二,(4)(6)示范了否定的做法:举一个反例即可,反例要具体到能验算。第三,(4)(6)恰好是学生最容易想当然的两处——x²=1"当然"是x=1、两个无理数相乘"当然"还是无理数,撞一次墙比讲十遍道理管用。

(四)教材例2:必要条件的判断

下列"若p,则q"形式的命题中,哪些命题中的q是p的必要条件?

(1)若四边形是平行四边形,则这个四边形的两组对角分别相等;

(2)若两个三角形相似,则这两个三角形的三边成比例;

(3)若四边形的对角线互相垂直,则这个四边形为菱形;

(4)若x=1,则x²=1;

(5)若ac=bc,则a=b;

(6)若xy为无理数,则x,y为无理数。

解答:(1)这是平行四边形的一条性质定理,pq,所以q是p的必要条件。(2)这是相似三角形的一条性质定理,pq,所以q是p的必要条件。(3)对角线互相垂直的page number 2

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