内容正文:
1.4.1充分条件与必要条件
人教A版2019数学 必修第一册
第一章 集合与常用逻辑用语
本章知识框图
集合的概念
集合基本关系
集合运算
充分条件与必要条件
全称量词与存在量词
集合的概念
集合的表示方法
子集
真子集
相等
交集 并集运算
集合的补集运算
充分必要条件
充要条件
全称量词与存在量词
含量词命题的否定
课标要求
通过对典型数学命题的梳理,理解必要条件的意义,理解性质定理与必要条件的关系。
通过对典型数学命题的梳理,理解充分条件的意义,理解判定定 理与充分条件的关系
通过对典型数学命题的梳理,理解充要条件的意义,理解数学定义与充要条件的关系.
常用逻辑用语是数学语言的重要组成部分,是数学表达和交流的工具,是逻辑思维的基本语言。本单元的学习,可以帮助学生使用常用逻辑用语表达数学对象、进行数学推理,体会常用逻辑用语在表述数学内容和论证数学结论中的作用,提高交流的严谨性与准确性。
03
01
02
初步学会使用充分条件和必要条件进行数学表达、论证和交流,提升逻辑推理素养.
能够判断 “p是不是q的充分条件”,能举例说明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.
课时教学目标
能够判断 “q是不是p的必要条件”,能举例说明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.
问题1:在初中,我们已经学习过命题,以及命题的分类。那么你能回忆一下什么是命题?怎么分类的?通常以什么样的形式呈现?
环节一
新课导入
命题的概念 命题的分类 表示形式
一般地,我们把语言、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
可写成“若,则” “如果,那么”.
其中称为命题的条件, 称为命题的结论.
环节一
新课导入
下列“若,则”形式的命题中,哪些是真命题?哪些是假命题?
(1)若平行四边形的对角线互相垂直,则这个平行四边形是菱形;
(2)若两个三角形的周长相等,则这两个三角形全等;
(3)若,则;
(4)若平面内两条直线和均垂直于直线,则.
思考:
真命题
假命题
假命题
真命题
问题2:真命题和假命题的条件与结论间存在什么样的关系呢?
环节一
新课导入
下列“若,则”形式的命题中,哪些是真命题?哪些是假命题?
(1)若平行四边形的对角线互相垂直,则这个平行四边形是菱形;
(2)若两个三角形的周长相等,则这两个三角形全等;
(3)若,则;
(4)若平面内两条直线和均垂直于直线,则.
问题2:真命题和假命题的条件与结论间存在什么样的关系呢?
(1) 、(4)是真命题,即条件 p 通过推理可以得出结论 q
(2) 、(3)是假命题,即条件 p 通过推理不能得出结论 q
环节二
新课探究
充分条件和必要条件:
一般地,“若,则” 为真命题,是指由通过推理可以得出。
这时,我们就说,由可以推出,记作“”,
并且说,是的充分条件,是的必要条件。
充分条件和必要条件
上述四个命题中:
命题(1)、(4)中的 p 是 q 的充分条件,q 是 p 的必要条件.
环节二
新课探究
不充分条件和不必要条件
上述四个命题中:
命题(2)、(3)中的 p 不是 q 的充分条件,q 不是 p 的必要条件.
不充分条件和不必要条件:
一般地,“若,则” 为假命题,是指条件不能推出结论,
记作“”, 并且说,不是的充分条件,
不是的必要条件.
环节三
应用新知
例1
下列“若 ,则 ”形式的命题中,哪些命题中的 是 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)若则
(5)若则
(6)若为无理数,则为无理数.
解:(1)这是一条平行四边形的判定定理,所以是的充分条件.
(2)这是一条相似三角形的判定定理,所以是的充分条件.
(3)这是一条菱形的性质定理,所以是的充分条件.
解:(4)由于,但,所以不是的充分条件.
(5)由等式的性质知,所以是的充分条件.
(6)为无理数,但为有理数,,所以不是的充分条件.
环节三
应用新知
例2
下列“若,则”形式的命题中,哪些命题中的是的必要条件?
(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,则
(5)若,则
(6)若为无理数,则为无理数.
解: (1)这是一条平行四边形的性质定理,所以是的必要条件.
(2)这是一条相似三角形的性质定理,所以
的必要条件.
(3)如图1.4-1,四边形ABCD的对角线互相垂直,但它不是菱形,
所以不是的充分条件.
环节三
应用新知
例2
下列“若,则”形式的命题中,哪些命题中的是的必要条件?
(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,则
(5)若,则
(6)若为无理数,则为无理数.
(5)当c=0,,但可以有时,,所以不是的必要条件.
(4)显然,所以是的必要条件.
(6)当a=1,b=时,满足为无理数,但不全是无理数,,
所以不是的必要条件.
环节三
新课探究
充分条件与必要条件的判断方法
一般地,要判断“若,则”形式的命题中是否为的充分条件(或是否为的必要条件),只需判断是否有“”即“若,则”是否为真命题.
(1)如果“若,则”为真命题,那么是的充分条件,同时是的必要条件.
(2)如果“若,则”为假命题,那么不是的充分条件,同时不是的必要条件
环节二
新课探究
①若四边形的两组对边分别相等,则这个四边形是平行四边形;
②若四边形的一组对边平行且相等,则这个四边形是平行四边形;
③若四边形的两条对角线互相平分,则这个四边形是平行四边形.
一般地,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.
判
定
定
理
环节二
新课探究
①若四边形是平行四边形,则这个四边形的两组对边分别相等;
②若四边形是平行四边形,则这个四边形的一组对边平行且相等;
③若四边形是平行四边形,则这个四边形的两条对角线互相平分.
一般地,数学中的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.
性质
定
理
例3
环节三
应用新知
例3
环节三
应用新知
例3
环节三
应用新知
规律小结
环节三
应用新知
命题真假
推理关系
条件关系
例子
“若p,则q”真
“若p,则q”假
p是q的充分条件
q是p的必要条件
若x=2,则x2=4.(真)
q不是p的必要条件
若两个三角形周长相等,
则这两个三角形全等.(假)
变式训练
环节三
应用新知
答案:D
答案:A
变式训练
环节三
应用新知
【练习3】指出下列命题中,是的充分条件吗?是的必要条件吗?
(1) :两个三角形全等, :两个三角形的对应角相等;
(2) :三角形的三边相等, :三角形是等边三角形;
(3) :, :;
(4) :, :.
解: (1)因此,是的充分条件,但不是的必要条件.
(2)是的充分条件,也是的必要条件.
(3) ⇒ ,但 ,即是的必要条件,但不是的充分条件.
(4)不是的充分条件,也不是的必要条件
例4
环节三
应用新知
例4
环节三
应用新知
环节三
应用新知
应用充分条件或必要条件求参数取值范围的步骤:
1.首先,根据条件的充分性或必要性将问题转化为集合之间的关系;
2.然后,构建关于参数的不等式(组),并求解.
变式训练
环节三
应用新知
变式训练
环节三
应用新知
环节四
随堂演练
解:
1.求下列函数的最值.
环节五
归纳小结
环节五
归纳小结
充分条件与必要条件
环节六
作业布置
(2)课本P20的练习13题;
(3)课本P22的习题1.4的1、2题.
感谢聆听
问题3:请在横线上填写“四边形是平行四边形”的一个充分条件.
若 ,则这个四边形是平行四边形.
问题4:请在横线上填写“四边形是平行四边形”的一个必要条件.
若四边形是平行四边形,则 .
判断下列各题中,p是否是q的充分条件:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),;
(5)在中,,.
(1)有理数集是实数集的子集,若是有理数,则一定是实数,成立,因此是的充分条件.
(2)举反例:取,,满足,不满足,
即成立时不一定成立,不成立,因此不是的充分条
(3)若,两边同时乘正数,必然有,成立,因此是的充分条件.
判断下列各题中,p是否是q的充分条件:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),;
(5)在中,,.
(4)由可得或,
存在满足但不满足,
即成立时不一定成立,不成立,
因此不是的充分条件.
(5)根据三角形的“大角对大边”性质,在同一个三角形中,若内角,
则所对的边一定大于所对的边,成立,因此是的充分条件.
下列“若,则”形式的命题中,哪些命题中的是的必要条件?
(1)若一个四边形是等腰梯形,则这个四边形两条对角线相等;
(2)若是直角三角形,则是等腰三角形;
(3)若,则;
(4)若关于的方程()有唯一解,则.
(1)是的必要条件;(2)不是的必要条件;
(3)是的必要条件;(4)不是的必要条件.
【练习1】下列哪一项是“
”的必要条件( )
A.
B.
C.
D.
【解析】由题意,“选项”是“
”的必要条件,
表示“
”推出“选项”,所以正确选项为D.
【练习2】若“
”是“”成立的充分条件,则实数
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【详解】设
,,
则由题意得
,所以
,解得
.
已知,.
(1)若是的必要条件,求实数的取值范围;
(2)若是的充分条件,求实数的取值范围.
【详解】(1)令,,
因为是的必要条件,所以,可得:,解得:,
即实数的取值范围是;
已知,.
(1)若是的必要条件,求实数的取值范围;
(2)若是的充分条件,求实数的取值范围.
(2)由是的充分条件,可得:,
当时,满足题意,此时,即;
当时,需满足此时,解集为;
综上:实数的取值范围
设全集,集合,.
(1)若,求,,;
(2)若是成立的充分条件,求实数a的取值范围.
【详解】(1)由,得,又,,
所以,,或,
则.
设全集,集合,.
(1)若,求,,;
(2)若是成立的充分条件,求实数a的取值范围.
【详解】(2)因为是成立的充分条件,所以;
当时,,解得,此时满足题意;
当时,,解得,
综上所述,实数的取值范围是.
(1)
的定义域为,
.令
,解得:
,列表得:
x
-
0
+
单调递减
极小值
单调递增
所以函数
的的最小值为,最大值为
;
(1)
;
(2)
;
$