1.4.1充分条件与必要条件第1课时讲义-2026-2027学年高一上学期数学人教A版必修第一册

2026-07-23
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普通

资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教A版必修第一册
年级 高一
章节 1.4.1 充分条件与必要条件
类型 教案-讲义
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2026-2027
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 DOCX
文件大小 35 KB
发布时间 2026-07-23
更新时间 2026-07-23
作者 hey_teacher
品牌系列 -
审核时间 2026-07-23
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来源 学科网

摘要:

本讲义聚焦充分条件与必要条件核心知识点,前承集合知识(用集合A⊆B理解p⇒q),后启常用逻辑用语,落点于命题“若p则q”的形式与真假判断,“p⇒q”的双重含义(p是q的充分条件、q是p的必要条件),以及借助判定定理、性质定理和集合关系的判断方法。 该资料通过例1例2对比教学、生活实例(下雨地湿、荀子名言)与几何定理(平行四边形判定与性质)辅助理解,以集合“小充分大必要”为工具,培养逻辑推理与数学抽象素养。课中助教师突破“必要条件”难点,课后题型精练含详解,帮助学生巩固知识、查漏补缺。

内容正文:

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"p⇒q"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"p⇒q"就是A⊆B。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。 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p⇒q,读作"p推出q";推不出,命题为假,记作p⇏q。 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p⇒q,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:p⇒q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? (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,p⇒q,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,p⇒q,所以p是q的充分条件。(3)这是菱形的一条性质定理,p⇒q,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,p⇏q,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,p⇒q,所以p是q的充分条件。(6)取x=y=√2,x、y都是无理数,但xy=2是有理数,p⇏q,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,p⇒q,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,p⇒q,所以q是p的必要条件。(3)对角线互相垂直的四边形不一定是菱形(如一般的筝形),p⇏q,所以q不是p的必要条件。(4)由x=1得x²=1,p⇒q,所以q是p的必要条件。(5)当c=0时,ac=bc对任意a、b都成立,但a不一定等于b,p⇏q,所以q不是p的必要条件。(6)取x=1,y=√2,xy=√2是无理数,但x=1是有理数,p⇏q,所以q不是p的必要条件。 把例1与例2对照着看,学生才能真正把两个概念分开:两道题的判断动作完全一样——都是看p能否推出q;不同的只是问法。例1问"p是不是充分条件",例2问"q是不是必要条件",答案的"是与不是"取决于同一个推出关系。这个对照是本课时最重要的教学设计,教案里安排在例2讲完后立刻做。 (五)判定定理与性质定理 由例1、例2可以归纳出两条一般性的认识:数学中的每一条判定定理,都给出了相应数学结论成立的一个充分条件;每一条性质定理,都给出了相应数学结论成立的一个必要条件。 举例说明这两句话的用处。平行四边形的判定定理有好几条——两组对边分别相等、一组对边平行且相等、两条对角线互相平分、两组对角分别相等——每一条都是"四边形是平行四边形"的一个充分条件。这也从另一个角度印证了前面那句话:一个结论的充分条件不唯一。反过来,平行四边形的性质定理——两组对边分别相等、两组对角分别相等、对角线互相平分——每一条都是"四边形是平行四边形"的必要条件,必要条件同样不唯一。 这个对应关系对学生复习初中几何很有帮助:把学过的判定定理和性质定理各自归类,就得到一批现成的充分条件与必要条件,判断题里遇到几何命题,先想"这是判定还是性质",方向立刻就有了。 (六)用集合的观点看充分与必要 设A={x|p(x)成立},B={x|q(x)成立},即A是使条件p成立的对象组成的集合,B是使条件q成立的对象组成的集合。那么p⇒q的意思是:每一个使p成立的对象都使q成立,也就是A⊆B。 于是有一条贯穿始终的翻译:p是q的充分条件 ⟺ A⊆B;q是p的必要条件 ⟺ A⊆B。两句话对应同一个包含关系,这正是"一个箭头两句话"在集合语言里的样子。配一句口诀:小范围是大范围的充分条件,大范围是小范围的必要条件——简称"小充分,大必要"。 举例:p:x>3,q:x>1。A={x|x>3},B={x|x>1},显然A⊊B,所以p是q的充分条件,q是p的必要条件。学生若一时反应不过来,就代具体数字试:x=5满足p也满足q(说明p够用);x=2满足q但不满足p(说明q不够用来保证p)。 集合观点的真正威力在含参数的问题上:题目给出"p是q的充分条件",第一步就把它翻译成A⊆B,接下来完全是1.2、1.3节练过的包含关系求参数——画数轴、比端点、必要时讨论空集。本课时先把翻译练熟,含参题做到基础一档;更复杂的(含"不必要"的限制)放到下一课时。 (七)由充分条件、必要条件求参数 两类基本题型。第一类,"p是q的充分条件"型:翻译成A⊆B,A是p对应的集合、B是q对应的集合。例:已知p:-m≤x≤m(m>0),q:-1≤x≤4,若p是q的充分条件,求m的最大值。解:p对应A={x|-m≤x≤m},q对应B={x|-1≤x≤4},由p⇒q得A⊆B,故-m≥-1且m≤4,即m≤1且m≤4,又m>0,所以0<m≤1,m的最大值是1。 第二类,"p是q的必要条件"型:方向反过来,翻译成B⊆A。接上例:若p是q的必要条件,求m的最小值。解:由q⇒p得B⊆A,故-m≤-1且m≥4,即m≥1且m≥4,所以m≥4,m的最小值是4。 两问放在一起做,学生对"方向"的感觉最清楚:充分条件那一问m最大只能到1(p的范围要小,被q包住);必要条件那一问m最小要到4(p的范围要大,把q包住)。方法点拨落成三步:认清谁推谁(充分是p⇒q,必要是q⇒p);写出两个集合的包含关系;画数轴比端点,别忘了参数本身的限制(如本题的m>0)和端点能否取等。 三、概念辨析与易错点 1.一个箭头两句话。p⇒q同时意味着"p是q的充分条件"和"q是p的必要条件",不要当成两件事去背。做题时先把箭头写出来,再按位置读结论。 2.方向不能反。"p是q的充分条件"是p⇒q;"p是q的必要条件"是q⇒p。审题时把"谁是谁的什么条件"这句话拆开:前面那个是被判断的对象,后面那个是参照。 3.充分条件、必要条件都不唯一。一个结论可以有多个充分条件(各条判定定理),也可以有多个必要条件(各条性质定理)。 4.否定只需一个反例,肯定必须一般性论证。说p不是q的充分条件,举一个满足p不满足q的例子即可;说p是q的充分条件,要给出推理。 5.x²=1推不出x=1(还有x=-1);ac=bc推不出a=b(c可能为0)。这两个是本课时反例的高频来源,也是今后解方程、化简的老坑。 6.两个无理数的积不一定是无理数(√2·√2=2);反过来,积是无理数也不能保证两个因数都是无理数(1·√2=√2)。 7.集合翻译"小充分,大必要"。A⊆B时,p(对应小集合A)是充分条件,q(对应大集合B)是必要条件。含参题第一步就做这个翻译,翻译反了后面全错。 8.含参问题别漏参数自身的限制(如m>0)与端点等号的验证;区间端点取不取得到,代回原条件看一眼最稳妥。 9.不是所有句子都是命题。疑问句、祈使句无所谓真假,不是命题;假命题仍然是命题。 四、题型归纳 题型一 判断p是不是q的充分条件 例:判断下列各题中p是否为q的充分条件:(1)p:x=2,q:x²-x-2=0;(2)p:两个三角形相似,q:两个三角形全等;(3)p:m<-2,q:方程x²-x-m=0无实根。 解析:(1)把x=2代入,2²-2-2=0成立,p⇒q,p是q的充分条件。(2)相似的两个三角形未必全等(如两个相似比为2的三角形),p⇏q,p不是充分条件。(3)方程无实根即判别式Δ=1+4m<0,解得m<-1/4;由m<-2可推出m<-1/4,p⇒q,p是q的充分条件。方法点拨:三步——弄清p与q各自说的是什么(必要时先化简,如(3)先把"无实根"翻译成关于m的不等式);尝试由p推q;推不出就举反例。 题型二 判断q是不是p的必要条件 例:判断下列各题中q是否为p的必要条件:(1)p:a∈N,q:a∈Z;(2)p:a²-3a=0,q:a=0;(3)p:两个三角形全等,q:两个三角形相似。 解析:(1)自然数都是整数,p⇒q,q是p的必要条件。(2)由a²-3a=0得a(a-3)=0,a=0或a=3,取a=3满足p不满足q,p⇏q,q不是p的必要条件。(注意反过来是成立的:a=0⇒a²-3a=0,所以a=0是a²-3a=0的充分条件而非必要条件,这一对正反例最好一起讲。)(3)全等三角形一定相似(相似比为1),p⇒q,q是p的必要条件。方法点拨:判断必要条件同样是看p能否推出q,只是结论的说法不同——"q是p的必要条件"和"p是q的充分条件"是同一件事的两种说法。 题型三 几何命题中的充分、必要条件 例1:下列各条中,哪些是"四边形ABCD是平行四边形"的充分条件?(1)两组对边分别相等;(2)对角线互相平分;(3)一组对边平行;(4)一组对边相等。 解析:(1)(2)都是平行四边形的判定定理,由它们能推出"四边形是平行四边形",所以是充分条件。(3)只有一组对边平行的四边形可能是梯形,推不出平行四边形,不是充分条件。(4)一组对边相等而另一组不平行的四边形(如等腰梯形)不是平行四边形,也不是充分条件。 例2:下列各条中,哪些是"四边形ABCD是平行四边形"的必要条件?(1)两组对角分别相等;(2)一组对边平行;(3)四条边都相等。 解析:判断必要条件,看的是"四边形是平行四边形"能否推出该条件。(1)平行四边形的两组对角分别相等,这是性质定理,能推出,是必要条件。(2)平行四边形的两组对边都平行,当然有一组对边平行,能推出,是必要条件。(3)平行四边形不一定四条边都相等(长方形就不是),推不出,不是必要条件。 方法点拨:遇到几何命题,先分清问的是哪个方向——问充分条件,就从这一条往"是平行四边形"推,判定定理直接可用;问必要条件,就从"是平行四边形"往这一条推,性质定理直接可用。判定给充分、性质给必要,这句话在几何题里最省力。 题型四 用集合关系判断(★) 例:设p:1<x<2,q:x<3,判断p是q的什么条件,q又是p的什么条件。 解析:A={x|1<x<2},B={x|x<3}。在数轴上A整段落在B内,A⊊B,所以p⇒q,p是q的充分条件;同时q是p的必要条件。验证一下方向:x=1.5满足p也满足q;x=0满足q但不满足p,说明q推不出p。方法点拨:条件用不等式给出时,一律翻译成集合、画数轴,用"小充分、大必要"直接读结论,比在文字上绕圈快得多。 题型五 由充分(必要)条件求参数(★) 例:已知集合A={x|4<x≤8},B={x|5-m²≤x≤5+m²,m>0}。若p:x∈A,q:x∈B,且p是q的必要条件,求m的取值范围。 解析:p是q的必要条件,即q⇒p,翻译成集合关系是B⊆A。因为m>0,5-m²<5+m²,B总是非空的,不必讨论空集。B⊆A要求B的两端都落在A内:左端5-m²>4(注意A的左端点4取不到,所以这里是严格大于),右端5+m²≤8。由5-m²>4得m²<1;由5+m²≤8得m²≤3。取交集得m²<1,又m>0,所以0<m<1。 方法点拨:这类题的三个关卡——第一关翻译方向(必要条件是q⇒p,即B⊆A,写反就全错);第二关端点开闭(A的左端是开的,B的左端是闭的,所以要严格大于,不能取等);第三关参数自身的限制(m>0不能丢,否则会多出负数解)。三关都过了再落笔。 五、与考试的对应 高考层面:充分必要条件是选择题的固定考点,几乎年年出现,常见形式是"甲是乙的( )条件",选项为四种关系。虽然完整的四分类要到下一课时才学,但那道题的实质仍是本课时的两次判断——正着推一次、反着推一次。所以本课时把"看p能否推出q"这个动作练到自动化,是拿下那道题的前提。近年的考法多与不等式、集合、函数性质结合,题面里的条件往往需要先化简(解不等式、变形),化简这一步的失分比判断本身还多。 月考、期中层面:本课时单独成题的形式有三类——判断p是否为q的充分(必要)条件的选择或填空;几何命题的条件判断(考查判定定理与性质定理的辨识);由充分(必要)条件求参数范围的解答题或压轴填空,与集合的包含关系合并考查。第三类是失分重点,翻译方向与端点等号是采分点。 六、教学提醒 1."必要条件"是本课时的难点,学生的直觉障碍在于它出现在箭头的后端。教学中多用"倒过来说一遍"的办法:p⇒q等价于"没有q就没有p",从这句话里学生能听出必要性。 2.例1与例2要对照着讲:判断动作一样,问法不同。讲完例2立刻回头看例1,问一句"例1的(1)里,q是不是p的必要条件",让学生自己发现一个箭头能读出两句话。 3.反例意识本课时正式建立:否定一个命题只需一个反例。要求学生举反例时必须写出具体的数或图形,不能只说"不一定"。 4.集合观点("小充分,大必要")安排在本课时后半段,它是下一课时和今后所有含参条件问题的通用工具,务必留够时间;普通班要求会用于简单区间,优生班要求能自己说清为什么A⊆B就是p⇒q。 5.含参问题本课时只做单向的(p是q的充分条件、或p是q的必要条件),"充分不必要""必要不充分"的含参题放到下一课时,避免概念未全就上难度。 6.初中的判定定理与性质定理是本课时最好的素材库。课前可让学生把平行四边形、菱形、相似三角形的判定与性质各列两条,课上直接用。 七、题型精练(附详解) 1.下列语句中,命题的个数是(  ) ①空集是任何集合的真子集;②请起立;③-1的绝对值为1;④你是高一的学生吗? A.0  B.1  C.2  D.3 2.两个三角形全等的充分条件是(  ) A.两个三角形的两角对应相等  B.两个三角形的两边对应成比例且夹角相等 C.两个三角形的三边对应成比例  D.两个三角形的两边对应相等且夹角相等 3.判断下列说法是否正确(正确打√,错误打×): (1)"a∈N"是"a∈Z"的充分条件;(  ) (2)x>3是x>1的充分条件;(  ) (3)a=0是a²-3a=0的必要条件;(  ) (4)"两个三角形全等"是"两个三角形相似"的充分条件。(  ) 4.下列各题中,p是q的充分条件的是____(填序号)。 ①p:(x-2)(x-3)=0,q:x-2=0; ②p:两个三角形相似,q:两个三角形全等; ③p:m<-2,q:方程x²-x-m=0无实根。 5.若x<a是x≤3的必要条件,则实数a的取值范围为(  ) A.a≥3  B.a>3  C.a≤3  D.a<3 6.设条件p:|x|≤m(m>0),q:-1≤x≤4。若p是q的充分条件,则m的最大值为___;若p是q的必要条件,则m的最小值为___。 7.一般地,"若p,则q"为真命题,就说p是q的____条件,q是p的____条件,记作____。 8.(解答题)已知集合A={x|4<x≤8},B={x|5-m²≤x≤5+m²,m>0}。 (1)若m=2,求A∪B; (2)若p:x∈A,q:x∈B,且p是q的必要条件,求m的取值范围。 参考答案与详解 1.C。①是陈述句且可以判断真假(它是假命题——空集是任何非空集合的真子集),是命题;②是祈使句,无所谓真假,不是命题;③可以判断真假且为真,是命题;④是疑问句,不是命题。故命题有①③,共2个。(提醒:假命题也是命题,别把①排除掉。) 2.D。A项两角对应相等只能得到相似;B项两边成比例且夹角相等得到相似;C项三边成比例得到相似;D项两边对应相等且夹角相等,正是全等三角形的判定定理(SAS),能推出全等。故选D。(本题考的是"判定定理给出充分条件":全等的判定要用"相等",成比例只能判相似。) 3.(1)√。自然数都是整数,a∈N⇒a∈Z,所以前者是后者的充分条件。 (2)√。设A={x|x>3},B={x|x>1},A⊊B,由"小充分"可知x>3⇒x>1,所以前者是后者的充分条件。也可直接代数字验证:满足x>3的数一定满足x>1。 (3)×。要判断a=0是不是a²-3a=0的必要条件,看的是"a²-3a=0⇒a=0"是否成立。由a²-3a=0得a(a-3)=0,a=0或a=3,取a=3即为反例,推不出a=0。所以a=0不是必要条件(它是充分条件)。 (4)√。全等的两个三角形相似比为1,一定相似,前者能推出后者,是充分条件。 4.③。①由(x-2)(x-3)=0得x=2或x=3,取x=3满足p不满足q,p⇏q;②相似的三角形不一定全等(相似比不为1时),p⇏q;③方程x²-x-m=0无实根即Δ=1+4m<0,得m<-1/4,而m<-2能推出m<-1/4,p⇒q,成立。故只有③。 5.B。"x<a是x≤3的必要条件"即x≤3⇒x<a,翻译成集合关系是{x|x≤3}⊆{x|x<a}。数轴上要让整段x≤3落进x<a,需a>3——注意不能取等:a=3时{x|x<3}不含3,而3属于左边的集合,包含关系不成立。故选B。(本题的坑就在端点:选A的同学没验证a=3。) 6.1;4。p对应集合A={x|-m≤x≤m},q对应B={x|-1≤x≤4}。p是q的充分条件即p⇒q,A⊆B,需-m≥-1且m≤4,即m≤1且m≤4,又m>0,得0<m≤1,m最大为1。p是q的必要条件即q⇒p,B⊆A,需-m≤-1且m≥4,即m≥1且m≥4,得m≥4,m最小为4。(两问对照着看方向:充分那一问p的范围要小,必要那一问p的范围要大。) 7.充分;必要;p⇒q。 8.解:(1)当m=2时,5-m²=1,5+m²=9,故B={x|1≤x≤9}。又A={x|4<x≤8},在数轴上A整段落在B内,所以A∪B={x|1≤x≤9}。 (2)p是q的必要条件,即q⇒p,也就是B⊆A。因为m>0,有5-m²<5+m²,B恒为非空,不必讨论空集。B⊆A要求B的两端都落在A内:左端需5-m²>4(A的左端点4取不到,故用严格大于),得m²<1;右端需5+m²≤8,得m²≤3。两者取交得m²<1,即-1<m<1,结合m>0,所以0<m<1。 (本题三个采分点:翻译方向B⊆A、左端点的严格不等号、参数限制m>0。缺一处答案就不对。) 学科网(北京)股份有限公司 $

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