1.4 充分条件与必要条件讲义 -2026-2027学年高一上学期数学人教A版必修第一册
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内容正文:
1.4 充分条件与必要条件(原卷版)
【基础回顾】
一、知识要点
1. 推出符号与条件定义
若命题“若 p,则 q”为真,记作 ,读作“p 推出 q”。 时,p 是 q 的充分条件,q 是 p 的必要条件;若 (互相推出),则 p 是 q 的充要条件。
图 1 推出关系与充分、必要条件
2. 四种条件的判定
图 2 四种条件与推出关系的对照
判定口诀:谁“小”谁充分——能推出别人的条件是充分的;被推出(结果)的一方是必要的。“充分不必要”即 且 。
3. 集合视角
设 p 对应集合 A,q 对应集合 B(使 p、q 成立的 x 的范围),则:; 是 的充分不必要条件 等价于 ;充要 等价于 。把逻辑问题化归为集合包含关系,是最稳妥的解法。
二、典型例题
题型一 判断充分、必要条件
例1 判断:p:x=1 是 q: 的什么条件?
【解】 (充分性成立);但 时 ,q 不能推出 p(必要性不成立)。故 p 是 q 的充分不必要条件。
【点评】判断前先想全 q 的所有取值情形,反例往往藏在“另一支”里。
题型二 充要条件的证明
例2 求证:一元二次方程 ()有一个根为 1 的充要条件是 。
【解】充分性:若 ,把 代入方程左边得 ,即 是方程的根;必要性:若方程有一个根为 1,代入得 。两者都成立,故为充要条件。
【点评】充要条件证明必须分“充分性”与“必要性”两段,方向不能弄反。
题型三 由条件关系求参数范围
例3 已知 p: 是 q:(a 为常数)的充分不必要条件,求 a 的取值范围。
【分析】p 是 q 的充分不必要条件 等价于 。
【解】 等价于 且 ,得 。
【点评】区间端点处取等仍能保证“充分”,只是是否“必要”由端点是否重合决定;本例端点取等时两集合仍是真包含,故取等成立。
题型四 用逆否命题转化判断
例4 判断:“”是“ 无意义”的什么条件?
【解】 无意义(负数与 0 的平方根在实数范围内无意义,其中 0 的平方根为 0 有意义,故准确说法是 无意义);本题按教材约定讨论 :原命题与逆否命题同真假,“ 有意义 推出 ”成立,故 是 无意义的充分不必要条件不成立——0 的情形提醒我们:条件判定务必注意边界。
【点评】含开方、分母的条件要先明确“有意义”的准确范围,再下结论。
三、易错警示
1. 方向搞反:“p 的充分不必要条件”是 p 推出 q 且 q 不能推出 p,不是反过来。
2. 忽略边界:集合视角判定时,端点取等意味着可能“充要”而非“充分不必要”。
3. 必要条件的通俗理解:“无 q 必无 p”等价于“p 推出 q”,不要把必要当成“需要且只需要”。
4. 充要条件证明两段缺一不可,且表述要指明哪段是充分性。
四、方法小结
问题类型
方法要点
条件判定
找推得通、推不通的正反例;或化归为集合包含
充要证明
先证充分性(p 推出 q),再证必要性(q 推出 p)
由条件求参数
p 是 q 的充分不必要 等价于 A 真包含于 B,列不等式组
抽象命题
用逆否命题同真假转化,或举反例
【考点精讲练】
考点一 充分、必要条件的判断
【例题精讲】
【例1】(26-27高一上·河北廊坊·期中)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【例2】(26-27高一上·宁夏吴忠·期中)下列选项中,是的必要不充分条件的是( )
A. B.
C. D.
【基础巩固练】
【变式训练1】(26-27高一上·上海普陀·阶段检测)小玲在学习《论语·子路》时读到“其身正,不令而行;其身不正,虽令不从”,这句话的数学含义可以理解为:“身正”是“令行”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
【变式训练2】(26-27高一上·上海浦东新·阶段检测)若,则“”是“”的________条件.(用“充分非必要”“必要非充分”“既非充分又非必要”或“充要”填空)
【变式训练3】(26-27高一上·内蒙古乌海·阶段检测)下列“若 ,则 ”形式的命题中,哪些命题中的 是 的充分条件?( )
(1)若四边形为菱形,则这个四边形的对角线互相垂直;
(2)若 ,则 ;
(3)若 ,则 ;
(4)若 , 为无理数,则 为无理数.
A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)
【能力提升练】
【提升练1】(26-27高一上·江苏扬州·阶段检测)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【提升练2】(26-27高一上·天津滨海新区·阶段检测)设,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【提升练3】下列命题中是真命题的是
A.“”是“”的充分不必要条件
B.“”是“”的必要不充分条件
C.“”是“”的必要不充分条件
D.“”是“”的充分不必要条件
【提升练4】(26-27高一上·上海松江·阶段检测)“”是“或”的________条件.
【提升练5】(26-27高一上·河南周口·阶段检测)下列命题中,判断p是q的什么条件(在“充分不必要条件”“必要不充分条件”“充要条件”“既不充分也不必要条件”中任选一个作答):
(1)p:,q:;
(2)p:的解集是R,q:;
(3)p:;q:;
(4)p:四边形的对角线相等,q:四边形是矩形;
(5)p:,q:.
考点二 充要条件的判断
【例题精讲】
【例1】(26-27高一上·安徽阜阳·阶段检测)已知,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【例2】下列各题中,p 是 q 的充要条件的是
A.p:;q:
B.p:;q:
C.p:四边形是正方形;q:四边形的对角线互相垂直且平分
D.p:;q:
【基础巩固练】
【变式训练1】(26-27高一上·河南漯河·阶段检测)若,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式训练2】(26-27高一上·上海浦东新·阶段检测)“”是“”成立的______条件.(填充分必要性)
【变式训练3】下列说法正确的是
A.若 ,则 p 是 q 的充分条件
B.“ 是 的约数”是“ 是 的约数”的充分不必要条件
C.空集是任何集合的真子集
D.“”是“”的必要不充分条件
【能力提升练】
【提升练1】(26-27高一上·全国·期中)若“”是“”的充要条件,则ab的值为( )
A. B. C.1 D.2
【提升练2】(24-25高一上·全国·课后作业)集合,集合,若“”是“”的充要条件,则( )
A.0 B. C.3 D.5
【提升练3】(26-27高一上·江苏连云港·阶段检测)下列命题正确的是 ( )
A.“”是“”的充分不必要条件,
B.“ 是 的约数”是“ 是 的约数”的充分不必要条件
C.如果集合 满足 ,则满足条件的集合 的个数为,
D.“”的充要条件是,都不为.
【提升练4】(26-27高一上·上海静安·阶段检测)对任意实数a,b,c,给出下列命题:①“”是“”的充要条件;②“”是“”的充分非必要条件(其中);③“”是“”的充分非必要条件;④是的必要非充分条件,其中真命题的序号是______.
【提升练5】(26-27高一上·江苏连云港·阶段检测)设集合 ,.
(1)是否存在实数 ,使得 是 的充要条件?若存在,求出 的值;若不存在,请说明理由;
(2)是否存在实数 ,使得 是 的必要不充分条件?若存在,求出 的取值范围;若不存在,请说明理由.
考点三 根据充分、必要条件求参数
【例题精讲】
【例1】(26-27高一上·内蒙古呼和浩特·阶段检测)已知条件:或,则使得条件成立的一个必要不充分条件是( )
A.或 B.或
C.或 D.
【例2】已知集合 ,,则下列说法正确的是
A.“”是“”的既不充分也不必要条件
B.
C.“”是“ 或 ”的充要条件
D.“”是“”的充分不必要条件
【基础巩固练】
【变式训练1】已知 p:,q:,且 p 是 q 的充要条件,则 ( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练2】(26-27高一上·全国·期中)设,若“>”是“>”的必要不充分条件,则实数的取值范围为______.
【变式训练3】设 ,则下列结论正确的是
A.“三角形是等边三角形”是“三角形是等腰三角形”的必要不充分条件
B.“三角形是等边三角形”是“三角形是等腰三角形”的充分不必要条件
C.“”是“”的必要不充分条件
D.“”是“”的充分不必要条件
【能力提升练】
【提升练1】(26-27高一上·安徽合肥·阶段检测)已知,,则“”是“”的( )
A.充要条件 B.既不充分也不必要条件
C.充分不必要条件 D.必要不充分条件
【提升练2】(26-27高一上·福建莆田·阶段检测)是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【提升练3】(26-27高一上·广东揭阳·阶段检测)在整数集中,被除所得余数为的所有整数组成一个“类”,记为,即,,,,.给出如下四个结论,其中结论正确的是( )
A.
B.
C.
D.“整数,属于同一“类”的充要条件是“”
【提升练4】(26-27高一上·天津北辰·阶段检测)若“”是“”的充分不必要条件,则的取值范围是______.
【提升练5】(26-27高一上·天津武清·阶段检测)已知集合,集合,.若“”是“”的必要条件,求实数的取值范围.
考点四 充要条件的证明
【例题精讲】
【例1】(26-27高一上·天津南开·阶段检测)设,,则“”是“”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【例2】(26-27高一上·江西抚州·阶段检测)下列命题正确的是( )
A.“”是“”的必要不充分条件
B.“,”是“”的充分不必要条件
C.“”是“”的既不充分也不必要条件
D.“”的充要条件是“”
【基础巩固练】
【变式训练1】(26-27高一上·江苏连云港·阶段检测)设,则“”的充要条件是( )
A.不都为 B.都不为
C.中至多有一个是 D.都不为
【变式训练2】(26-27高一上·江苏常州·阶段检测)已知:;:.若是的必要条件,则实数的取值范围是________
【变式训练3】(26-27高一上·河北石家庄·阶段检测)下列说法错误的是( )
A.“”是“或”的充分必要条件
B.“”是“”的充分必要条件
C.“”是“”的充分必要条件
D.“”是“”的充分必要条件
【能力提升练】
【提升练1】(26-27高一上·河南·阶段检测)已知,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【提升练2】设 ,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【提升练3】下列命题中为真命题的是
A.“”是“”的充分条件
B.“”是“”的充分条件
C.“”是“”的必要不充分条件
D.“”是“”的充要条件
【提升练4】(26-27高一上·天津西青·阶段检测)已知集合,.若“”是“”的充分条件,则实数m的取值范围为______.
【提升练5】已知集合 ,,证明: 的充要条件是 .
考点五 充要条件的探索
【例题精讲】
【例1】已知集合 ,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【例2】(24-25高一上·山东·期中)下列说法中错误的有( )
A.“”是“”的必要不充分条件
B.“”是“”的必要不充分条件
C.“”是“”的必要不充分条件
D.“”是“关于x的方程有一正一负根”的充要条件
【基础巩固练】
【变式训练1】(26-27高一上·江苏连云港·阶段检测)“”是“”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要
【变式训练2】(26-27高一上·北京西城·阶段检测)是非空数集,若对任意,,都有,,则称具有性质.给出以下命题:
①若具有性质,则可以是有限集;
②若,具有性质,则是具有性质的充要条件;
③若,具有性质,则具有性质;
④若具有性质,且,则不具有性质.
其中所有真命题的序号是________.
【变式训练3】(26-27高一上·河北石家庄·阶段检测)下列命题为假命题的是( )
A.“”是“”的必要不充分条件
B.若,,则
C.方程有两个负根的充要条件是
D.已知集合且,则集合的真子集个数是8
【能力提升练】
【提升练1】(26-27高一上·江苏南通·阶段检测)有限集合中元素的个数记作,设,都是有限集合,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【提升练2】(26-27高一上·四川内江·阶段检测)下面命题正确的是( )
A.已知,则“”是“”的充要条件
B.已知,则“”是“”的必要不充分条件
C.“”是“”的必要不充分条件
D.“”是“”的充分不必要条件
【提升练3】(26-27高一上·辽宁葫芦岛·阶段检测)使“或”成立的一个充分不必要条件是( )
A.或 B.或
C. D.或
【提升练4】(26-27高一上·江苏泰州·阶段检测)设集合,,则“”的一个充要条件是_________.
【提升练5】(26-27高一上·四川达州·阶段检测)设集合,.
(1)当时,求,;
(2)若是的充分条件,求实数的取值范围.
【真题回顾】
1.(2026·天津·高考真题)设,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(2023·天津·高考真题)“a²=b²”是“a²+b²=2ab”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
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1.4 充分条件与必要条件(解析版)
【基础回顾】
一、知识要点
1. 推出符号与条件定义
若命题“若 p,则 q”为真,记作 ,读作“p 推出 q”。 时,p 是 q 的充分条件,q 是 p 的必要条件;若 (互相推出),则 p 是 q 的充要条件。
图 1 推出关系与充分、必要条件
2. 四种条件的判定
图 2 四种条件与推出关系的对照
判定口诀:谁“小”谁充分——能推出别人的条件是充分的;被推出(结果)的一方是必要的。“充分不必要”即 且 。
3. 集合视角
设 p 对应集合 A,q 对应集合 B(使 p、q 成立的 x 的范围),则:; 是 的充分不必要条件 等价于 ;充要 等价于 。把逻辑问题化归为集合包含关系,是最稳妥的解法。
二、典型例题
题型一 判断充分、必要条件
例1 判断:p:x=1 是 q: 的什么条件?
【解】 (充分性成立);但 时 ,q 不能推出 p(必要性不成立)。故 p 是 q 的充分不必要条件。
【点评】判断前先想全 q 的所有取值情形,反例往往藏在“另一支”里。
题型二 充要条件的证明
例2 求证:一元二次方程 ()有一个根为 1 的充要条件是 。
【解】充分性:若 ,把 代入方程左边得 ,即 是方程的根;必要性:若方程有一个根为 1,代入得 。两者都成立,故为充要条件。
【点评】充要条件证明必须分“充分性”与“必要性”两段,方向不能弄反。
题型三 由条件关系求参数范围
例3 已知 p: 是 q:(a 为常数)的充分不必要条件,求 a 的取值范围。
【分析】p 是 q 的充分不必要条件 等价于 。
【解】 等价于 且 ,得 。
【点评】区间端点处取等仍能保证“充分”,只是是否“必要”由端点是否重合决定;本例端点取等时两集合仍是真包含,故取等成立。
题型四 用逆否命题转化判断
例4 判断:“”是“ 无意义”的什么条件?
【解】 无意义(负数与 0 的平方根在实数范围内无意义,其中 0 的平方根为 0 有意义,故准确说法是 无意义);本题按教材约定讨论 :原命题与逆否命题同真假,“ 有意义 推出 ”成立,故 是 无意义的充分不必要条件不成立——0 的情形提醒我们:条件判定务必注意边界。
【点评】含开方、分母的条件要先明确“有意义”的准确范围,再下结论。
三、易错警示
1. 方向搞反:“p 的充分不必要条件”是 p 推出 q 且 q 不能推出 p,不是反过来。
2. 忽略边界:集合视角判定时,端点取等意味着可能“充要”而非“充分不必要”。
3. 必要条件的通俗理解:“无 q 必无 p”等价于“p 推出 q”,不要把必要当成“需要且只需要”。
4. 充要条件证明两段缺一不可,且表述要指明哪段是充分性。
四、方法小结
问题类型
方法要点
条件判定
找推得通、推不通的正反例;或化归为集合包含
充要证明
先证充分性(p 推出 q),再证必要性(q 推出 p)
由条件求参数
p 是 q 的充分不必要 等价于 A 真包含于 B,列不等式组
抽象命题
用逆否命题同真假转化,或举反例
【考点精讲练】
考点一 充分、必要条件的判断
【例题精讲】
【例1】(26-27高一上·河北廊坊·期中)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【详解】“”不能推出“”,不满足充分性;“”则一定满足“”,满足必要性,
故“”是“” 的必要不充分条件.
【例2】(26-27高一上·宁夏吴忠·期中)下列选项中,是的必要不充分条件的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】判断是的必要不充分条件,只需检验能否推出,以及能否推出,前者成立而后者不成立时才符合要求.
【详解】对于A,即或.
取,此时成立但不成立,即不能推出.
又取,此时成立但不成立,即不能推出,故既不是的充分条件,也不是的必要条件,A错误.
对于B,由可得,即能推出.
取,此时成立但不成立,即不能推出,所以是的必要不充分条件,B正确.
对于C,即,等价于,与等价,所以由能推出,由也能推出,是的充要条件,C错误.
对于D,即,也就是,等价于.
由可得,即能推出.
取,此时成立但不成立,即不能推出,所以是的必要不充分条件,D正确.
【基础巩固练】
【变式训练1】(26-27高一上·上海普陀·阶段检测)小玲在学习《论语·子路》时读到“其身正,不令而行;其身不正,虽令不从”,这句话的数学含义可以理解为:“身正”是“令行”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
【答案】C
【分析】根据充分必要条件判断及逆否命题与原命题等价可得.
【详解】设“身正”,“令行”,则“身不正”,“令不从”,
由“其身正,不令而行”,即,所以“身正”是“令行”的充分条件;
又由“其身不正,虽令不从”,即,所以它的逆否命题为真命题,
所以“身正”是“令行”的必要充分条件.
综上,“身正”是“令行”的充分必要条件.
【变式训练2】(26-27高一上·上海浦东新·阶段检测)若,则“”是“”的________条件.(用“充分非必要”“必要非充分”“既非充分又非必要”或“充要”填空)
【答案】充分非必要
【详解】等价于或.
由能推出,但由推不出(还可能),
所以“”是“”的充分非必要条件.
【变式训练3】(26-27高一上·内蒙古乌海·阶段检测)下列“若 ,则 ”形式的命题中,哪些命题中的 是 的充分条件?( )
(1)若四边形为菱形,则这个四边形的对角线互相垂直;
(2)若 ,则 ;
(3)若 ,则 ;
(4)若 , 为无理数,则 为无理数.
A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)
【答案】ABC
【详解】“ 是 的充分条件”即 成立,逐项判断,不成立时举出反例.
【解答】(1)菱形的对角线互相垂直, 成立,故 是 的充分条件;
(2)由 得 且 ,所以 , 成立,故 是 的充分条件;
(3)由 知 ,两边同除以 得 , 成立,故 是 的充分条件;
(4)取 ,,二者均为无理数,但 是有理数,故 不是 的充分条件.
【能力提升练】
【提升练1】(26-27高一上·江苏扬州·阶段检测)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】由 得,解得 或 .
由可以得到,则充分性成立;
但由,推不出,则必要性不成立,
所以“”是“”的充分不必要条件.
【提升练2】(26-27高一上·天津滨海新区·阶段检测)设,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】由题设结合充分,必要条件定义可判断选项正误.
【详解】或,则由不能得到,则“”不是“”的充分条件;
由可以得到,则“”是“”的充分条件,
从而“”是“”的必要不充分条件.
【提升练3】下列命题中是真命题的是
A.“”是“”的充分不必要条件
B.“”是“”的必要不充分条件
C.“”是“”的必要不充分条件
D.“”是“”的充分不必要条件
【答案】ABD
【详解】A 中 ,而 时 ,反之不成立,A 正确;B 中 即 或 ,由 可推出方程成立,反之不成立,B 正确;C 中 ,故“”是“”的充分不必要条件,C 错误;D 中 ,而 时未必 ,D 正确.故选 ABD.
【提升练4】(26-27高一上·上海松江·阶段检测)“”是“或”的________条件.
【答案】充分不必要
【分析】分析充分性,由加法运算可直接得出充分性成立,分析必要性,举个例子可说明必要性不成立.
【详解】分析充分性:
若成立,若,则,若,则,
所以一定能说明和至少有一个成立,即或成立,充分性成立;
分析必要性:
若或,即和二者至少一个成立,
举例:,,此时,所以必要性不成立.
所以“”是“或”的充分不必要条件.
【提升练5】(26-27高一上·河南周口·阶段检测)下列命题中,判断p是q的什么条件(在“充分不必要条件”“必要不充分条件”“充要条件”“既不充分也不必要条件”中任选一个作答):
(1)p:,q:;
(2)p:的解集是R,q:;
(3)p:;q:;
(4)p:四边形的对角线相等,q:四边形是矩形;
(5)p:,q:.
【答案】(1)充要条件 (2)充分不必要条件 (3)必要不充分条件 (4)必要不充分条件 (5)充分不必要条件
【详解】(1),解得,,解得,
故p是q的充要条件;
(2)的解集是R,需满足,
显然可以推出,但不能推出,
故p是q的充分不必要条件;
(3),解得,此时满足,
但不能得到,
故p是q的必要不充分条件;
(4)四边形的对角线相等不能得到四边形是矩形;
四边形是矩形,可以得到四边形的对角线相等,
故p是q的必要不充分条件;
(5),解得或3,
所以可以推出,但不能推出,
故p是q的充分不必要条件;
考点二 充要条件的判断
【例题精讲】
【例1】(26-27高一上·安徽阜阳·阶段检测)已知,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【详解】由,可得,所以=,充分性成立;
由=,可得,所以,必要性成立.
所以“”是“=”的充要条件.
【例2】下列各题中,p 是 q 的充要条件的是
A.p:;q:
B.p:;q:
C.p:四边形是正方形;q:四边形的对角线互相垂直且平分
D.p:;q:
【答案】AD
【详解】A 中 即 ,二者等价,A 正确;B 中 ,反之不成立,是充分不必要条件,B 错误;C 中正方形的对角线互相垂直且平分,但对角线互相垂直且平分的四边形也可能是菱形(非正方形),是充分不必要条件,C 错误;D 中 等价于 ,D 正确.故选 AD.
【基础巩固练】
【变式训练1】(26-27高一上·河南漯河·阶段检测)若,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【详解】由,得,
所以“”是“”的充分必要条件.
【变式训练2】(26-27高一上·上海浦东新·阶段检测)“”是“”成立的______条件.(填充分必要性)
【答案】充分必要
【详解】设“”为命题,其解集为,“”为命题,其解集为,
解得,
要求的解集,即求,即的解集,
解得,
则,所以“” 是“” 成立的充分必要条件.
【变式训练3】下列说法正确的是
A.若 ,则 p 是 q 的充分条件
B.“ 是 的约数”是“ 是 的约数”的充分不必要条件
C.空集是任何集合的真子集
D.“”是“”的必要不充分条件
【答案】AB
【详解】A 中由充分条件的定义可知正确;B 中 的约数为 ,是 的约数 的真子集,故为充分不必要条件,B 正确;C 中空集是任何非空集合的真子集,但不是其自身的真子集,C 错误;D 中 ,而 时 但 ,应为充分不必要条件,D 错误.故选 AB.
【能力提升练】
【提升练1】(26-27高一上·全国·期中)若“”是“”的充要条件,则ab的值为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【详解】由题意得,解得,所以.
【提升练2】(24-25高一上·全国·课后作业)集合,集合,若“”是“”的充要条件,则( )
A.0 B. C.3 D.5
【答案】B
【分析】由题意可得,进而可求的值.
【详解】因为“”是“”的充要条件,所以,
又,,所以.
故选:B.
【提升练3】(26-27高一上·江苏连云港·阶段检测)下列命题正确的是 ( )
A.“”是“”的充分不必要条件,
B.“ 是 的约数”是“ 是 的约数”的充分不必要条件
C.如果集合 满足 ,则满足条件的集合 的个数为,
D.“”的充要条件是,都不为.
【答案】ACD
【详解】A项:,反之不成立(如 )满足,不满足,充分不必要条件,正确;
B项:“ 是 的约数”能推出“ 是 的约数”,但“ 是 的约数”不能推出“ 是 的约数”(如 ),故“ 是 的约数”是“ 是 的约数”的必要不充分条件,错误;
C项: 必含 ,还可从 中任选若干个,共 个,去掉 等于全集的情形,得 个,正确;
D项: 且 ,正确.
【提升练4】(26-27高一上·上海静安·阶段检测)对任意实数a,b,c,给出下列命题:①“”是“”的充要条件;②“”是“”的充分非必要条件(其中);③“”是“”的充分非必要条件;④是的必要非充分条件,其中真命题的序号是______.
【答案】②
【详解】①取,此时,而,故“”不是“”的充要条件,
命题①为假命题.
②在时,若,则,充分性满足;
取时,,而,必要性不满足,
故“”是“”的充分非必要条件,命题②为真命题.
③取,有,但,故不是的充分条件,命题③为假命题;
④可推出,故是的充分条件,命题④为假命题.
【提升练5】(26-27高一上·江苏连云港·阶段检测)设集合 ,.
(1)是否存在实数 ,使得 是 的充要条件?若存在,求出 的值;若不存在,请说明理由;
(2)是否存在实数 ,使得 是 的必要不充分条件?若存在,求出 的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)存在,,
理由如下:是的充要条件即,
所以且,解得,故存在.
(2)存在,,
理由如下: 是的必要不充分条件即且.
当,即 时,且,符合;
当时,,由得且,即,
又时,不符合“不充分”,所以,
综上.
【分析】(1)根据充要条件得出,列出端点值等式求解.
(2)由必要不充分条件得且,分为空集和非空集合讨论求解范围.
【详解】(1)略
(2)略
考点三 根据充分、必要条件求参数
【例题精讲】
【例1】(26-27高一上·内蒙古呼和浩特·阶段检测)已知条件:或,则使得条件成立的一个必要不充分条件是( )
A.或 B.或
C.或 D.
【答案】A
【详解】把条件转化成对应集合,必要不充分条件等价于原集合是选项集合的真子集,逐一比对集合包含关系选出答案.
【解答】:或,记,
对于A,或对应,它真包含,A符合;
对于B,或对应,它真包含于,B不符合;
对于C,或对应,它与相同,C不符合;
对于D,对应,它与无包含关系,D不符合.
【例2】已知集合 ,,则下列说法正确的是
A.“”是“”的既不充分也不必要条件
B.
C.“”是“ 或 ”的充要条件
D.“”是“”的充分不必要条件
【答案】ACD
【详解】,. 但 , 但 ,两者互推不出,A 正确;,B 错误; 即 或 ,C 正确;,而 时 但 ,D 正确.故选 ACD.
【基础巩固练】
【变式训练1】已知 p:,q:,且 p 是 q 的充要条件,则 ( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】p 是 q 的充要条件,即 与 表示同一集合,故 ,解得 .故选 A.
【变式训练2】(26-27高一上·全国·期中)设,若“>”是“>”的必要不充分条件,则实数的取值范围为______.
【答案】
【分析】应用必要不充分条件定义得出真子集关系求解参数.
【详解】是的必要不充分条件,即的解集真包含于的解集.
设:>,:>是的必要不充分条件,
即⟹但⇏,也即⫋,故>.
【变式训练3】设 ,则下列结论正确的是
A.“三角形是等边三角形”是“三角形是等腰三角形”的必要不充分条件
B.“三角形是等边三角形”是“三角形是等腰三角形”的充分不必要条件
C.“”是“”的必要不充分条件
D.“”是“”的充分不必要条件
【答案】BCD
【详解】A、B 中等边三角形必是等腰三角形,而等腰三角形未必是等边三角形,故“三角形是等边三角形”是“三角形是等腰三角形”的充分不必要条件,A 错误,B 正确;C 中 的解为 或 ,由 可推出方程成立,反之不成立,C 正确;D 中方程的解为 ,由 可推出方程成立,反之不成立,D 正确.故选 BCD.
【能力提升练】
【提升练1】(26-27高一上·安徽合肥·阶段检测)已知,,则“”是“”的( )
A.充要条件 B.既不充分也不必要条件
C.充分不必要条件 D.必要不充分条件
【答案】B
【详解】当时,;
当时,,可能为.
故“”是“”的既不充分也不必要条件.
【提升练2】(26-27高一上·福建莆田·阶段检测)是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】先求解绝对值不等式得到对应解集,通过判断两个条件对应集合的真包含关系确定充分必要性.
【详解】首先解不等式,根据绝对值的运算性质,该不等式等价于:
对不等式三边同时加1,解得:
设集合.
充分性验证:若,则必有;
必要性验证:取,此时,满足,但.
因此“”是“”的充分不必要条件.
【提升练3】(26-27高一上·广东揭阳·阶段检测)在整数集中,被除所得余数为的所有整数组成一个“类”,记为,即,,,,.给出如下四个结论,其中结论正确的是( )
A.
B.
C.
D.“整数,属于同一“类”的充要条件是“”
【答案】ACD
【分析】根据新定义“类”的含义:被除余数为的整数构成集合,结合余数性质、集合运算规则及充要条件的判断逻辑逐一分析选项即可.
【详解】选项A:计算得,余数为,符合的定义,故,故A正确;
选项B:将改写为()的形式,可得,即,故的结论错误,故B错误;
选项C:任意整数被除,余数只能是、、、四种情况,因此所有整数都属于四个类中的一个,即,故C正确;
选项D:充分性:若属于同一类,设(),则;
必要性:若,则(),即,说明除以的余数相同,属于同一类,所以充要条件成立,故D正确.
【提升练4】(26-27高一上·天津北辰·阶段检测)若“”是“”的充分不必要条件,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】充分性要求时必有;不必要性要求反过来不成立.
【详解】要使,需,即.
当时,取满足,则但不成立,所以不是必要条件.
故.
【提升练5】(26-27高一上·天津武清·阶段检测)已知集合,集合,.若“”是“”的必要条件,求实数的取值范围.
【答案】
【分析】由必要条件定义可得;分别讨论和的情况,解不等式组即可求解.
【详解】“”是“”的必要条件,;
当时,满足,此时,解得;
当时,若,则,不等式组解集为;
综上所述:实数的取值范围为.
考点四 充要条件的证明
【例题精讲】
【例1】(26-27高一上·天津南开·阶段检测)设,,则“”是“”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】分,,先判断是否满足充分性,再判断是否满足必要性,即可得答案.
【详解】当时,,由可得;
当时,由,,不可得,如,但,
故充分性不满足;
当时,,由可得;
当时,,由可得;
故必要性满足;
所以“”是“”的必要不充分条件.
【例2】(26-27高一上·江西抚州·阶段检测)下列命题正确的是( )
A.“”是“”的必要不充分条件
B.“,”是“”的充分不必要条件
C.“”是“”的既不充分也不必要条件
D.“”的充要条件是“”
【答案】AB
【详解】对于A,当时,,所以“”是“”的不充分条件;
由,可得,所以,所以“”是“”的必要条件;
所以“”是“”的必要不充分条件,故A正确;
对于B,当,时,有成立,
所以“,”是“”的充分条件;
而,但,都不成立,即由不能得到,,
所以“,”是“”的不必要条件;
所以,“,”是“”的充分不必要条件,故B正确;
对于C,由,得,解得或.
但得不出或,所以“”是“”的不充分条件;
又或可得出,所以“”是“”的必要条件;
所以“”是“”的必要不充分条件,故C错误;
对于D,取,满足,但此时无意义,
所以“”是“”的不必要条件;
由,得,所以,
所以“”是“”的充分条件;
所以“”的充分不必要条件是“”,故D错误;
【基础巩固练】
【变式训练1】(26-27高一上·江苏连云港·阶段检测)设,则“”的充要条件是( )
A.不都为 B.都不为
C.中至多有一个是 D.都不为
【答案】D
【分析】把不等式恒等变形为乘积形式,再判断等价条件.
【详解】因为,
所以且,即“”的充要条件是都不为.
【变式训练2】(26-27高一上·江苏常州·阶段检测)已知:;:.若是的必要条件,则实数的取值范围是________
【答案】
【详解】 设集合,,
若是的必要条件,则,,
因此有 ,解得;
故实数的取值范围为.
【变式训练3】(26-27高一上·河北石家庄·阶段检测)下列说法错误的是( )
A.“”是“或”的充分必要条件
B.“”是“”的充分必要条件
C.“”是“”的充分必要条件
D.“”是“”的充分必要条件
【答案】BCD
【详解】得或,故“”是“或”的充要条件,故A正确;
由得,得;而得或;
故“”是“”的充分不必要条件,故B错误;
由得,故“”是“”的充分不必要条件,故C错误;
得不同时为;得且;
故“”是“”的必要不充分条件,故D错误.
【能力提升练】
【提升练1】(26-27高一上·河南·阶段检测)已知,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【详解】由,解得.
充分性:若成立,则,充分性成立;
必要性:若,代入原方程显然成立,必要性成立.
因此“”是“”的充要条件.
【提升练2】设 ,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】当 时, 成立;反之,当 时 ,但 ,推不出 .故“”是“”的充分不必要条件,选 A.
【提升练3】下列命题中为真命题的是
A.“”是“”的充分条件
B.“”是“”的充分条件
C.“”是“”的必要不充分条件
D.“”是“”的充要条件
【答案】BC
【详解】A 中 时 但 ,充分性不成立,A 为假命题;B 中 ,B 为真命题;C 中 ,而 时可能 且 ,C 为真命题;D 中 即 且 ,可推出 ,但 满足 却不满足 ,不是充要条件,D 为假命题.故选 BC.
【提升练4】(26-27高一上·天津西青·阶段检测)已知集合,.若“”是“”的充分条件,则实数m的取值范围为______.
【答案】
【分析】若“”是“”的充分条件,等价于是的子集,列不等式组即可求解.
【详解】“”是“”的充分条件,所以,
因为,,
所以,解得,即
所以的取值范围是.
【提升练5】已知集合 ,,证明: 的充要条件是 .
【答案】必要性:;充分性:.证明见详解.
【详解】先证必要性:若 ,任取 ,则 ,故 ,由 的任意性得 ,必要性成立.
再证充分性:若 ,一方面 恒成立;另一方面任取 ,由 得 ,故 ,即 ,所以 ,充分性成立.
综上, 的充要条件是 .
考点五 充要条件的探索
【例题精讲】
【例1】已知集合 ,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【详解】取 ,但 ,充分性不成立;取 ,但 ,必要性不成立.故“”是“”的既不充分也不必要条件,选 D.
【例2】(24-25高一上·山东·期中)下列说法中错误的有( )
A.“”是“”的必要不充分条件
B.“”是“”的必要不充分条件
C.“”是“”的必要不充分条件
D.“”是“关于x的方程有一正一负根”的充要条件
【答案】ABC
【分析】根据充分、必要条件的判定方法,以及方程根的情况,逐个分析每个选项,判断其正误.
【详解】对于A选项,当 时 成立;反之 时 可以取负数(如 ),故“”是“”的充分不必要条件,A选项错误.
对于B选项,当时,,,满足,但是. 反之,当时,例如,此时,,.
所以是“”的既不充分也不必要条件,B选项错误.
对于C选项, 时 成立;反之 即 ,解得 或 ,不一定有 ,故“”是“”的充分不必要条件,C选项错误.
对于D选项,对于方程,若方程有一正一负根,则根据,即.且满足韦达定理,两根之积,即. 取交集得到.
反之,当时,方程的判别式,方程有两个不同的根,且两根之积,所以方程有一正一负根.
所以是“关于的方程有一正一负根”的充要条件,D选项正确.
故选:ABC.
【基础巩固练】
【变式训练1】(26-27高一上·江苏连云港·阶段检测)“”是“”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】B
【详解】当时,可能,因此不能推出,
反之,若,则都不为0,可以推出.
综上所述,“”是“”的必要不充分条件.
【变式训练2】(26-27高一上·北京西城·阶段检测)是非空数集,若对任意,,都有,,则称具有性质.给出以下命题:
①若具有性质,则可以是有限集;
②若,具有性质,则是具有性质的充要条件;
③若,具有性质,则具有性质;
④若具有性质,且,则不具有性质.
其中所有真命题的序号是________.
【答案】①②④
【分析】①取验证即可;②充分性由交集元素同时属于两个集合并结合性质推出运算封闭,必要性由性质要求集合非空直接得到;③举反例,,取,,但;④用反证法,假设补集也具有性质,通过讨论是否属于分别推出矛盾.
【详解】对于①,取集合具有性质P,故A可以是有限集,故①正确;
对于②,充分性:取,则,,,,
又具有性质P,,,
,所以具有性质P.
必要性:因为,具有性质,且具有性质,
所以是非空数集,所以.所以②正确;
对于③,取,,
而,,但,故③错误;
对于④,若A具有性质P,且,假设也具有性质P,
设,在中任取一个,此时可证得,
否则若,由于也具有性质P,
则,与矛盾,故,
由于A具有性质P,也具有性质P,所以,
而,这与矛盾,
故当且A具有性质P时,则不具有性质P,
同理当时,也可以类似推出矛盾,故④正确.
【变式训练3】(26-27高一上·河北石家庄·阶段检测)下列命题为假命题的是( )
A.“”是“”的必要不充分条件
B.若,,则
C.方程有两个负根的充要条件是
D.已知集合且,则集合的真子集个数是8
【答案】ACD
【分析】明确两命题之间的关系,可判断A的真假;确定集合,,可判断B的真假;根据一元二次方程根的分布求的取值范围,判断C的真假;确定集合中的元素,求其真子集的个数,判断D的真假.
【详解】对A:由只能得到集合有公共元素,并不能得到;
反之,由,可能有,此时.
所以“”是“”的既不充分也不必要条件,故A为假命题;
对B:因为是函数的值域,所以;是函数的定义域,所以,
所以,故B为真命题;
对C:假设方程有两个根,表示为,,则两根均为负数
.
即方程有两个负根的充要条件是,故C为假命题;
对D:因为且 ,
所以集合真子集的个数为个,故D为假命题.
【能力提升练】
【提升练1】(26-27高一上·江苏南通·阶段检测)有限集合中元素的个数记作,设,都是有限集合,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】C
【分析】根据和题干条件得到,从而得到答案.
【详解】因为,
又,
所以;
反之也成立.
故是的充要条件.
【提升练2】(26-27高一上·四川内江·阶段检测)下面命题正确的是( )
A.已知,则“”是“”的充要条件
B.已知,则“”是“”的必要不充分条件
C.“”是“”的必要不充分条件
D.“”是“”的充分不必要条件
【答案】B
【详解】
时,,解得 或 ,不满足必要性,而 时 成立,故“”是“”的充分不必要条件,A错误; 且 时 不成立,故“”是“”的必要不充分条件,B正确; 时 成立,而 时可能 而 ,故“”是“”的充分不必要条件,C错误; 时必有 ,而 时可能 ,不满足 ,故“”是“”的必要不充分条件,D错误.故选 B.
【提升练3】(26-27高一上·辽宁葫芦岛·阶段检测)使“或”成立的一个充分不必要条件是( )
A.或 B.或
C. D.或
【答案】BC
【详解】要使“或”成立的一个充分不必要条件,
即的取值范围是或的一个真子集.
对于A,由或不是或的一个真子集,故A错误;
对于B,由或⫋或,故B正确;
对于C,由⫋或,故C正确;
对于D,由或的不是或的一个真子集,故D错误.
【提升练4】(26-27高一上·江苏泰州·阶段检测)设集合,,则“”的一个充要条件是_________.
【答案】
【分析】由求出值,再由的取值检验是否满足即得.
【详解】由得,则,解得,
时,,此时,不符合题意,
时,,,符合题意,
所以.
反之,由可得,
所以充要条件是.
【提升练5】(26-27高一上·四川达州·阶段检测)设集合,.
(1)当时,求,;
(2)若是的充分条件,求实数的取值范围.
【答案】(1),;
(2)
【分析】(1)时写出,再根据交集与补集的定义求解;
(2)是的充分条件即,根据集合包含关系求解,注意可能为空集.
【详解】(1)当时,,又,
所以;
又或,所以.
(2)因为是的充分条件,所以.
当,即时,,符合题意;
当时,需且,解得,故.
综上,.
【真题回顾】
1.(2026·天津·高考真题)设,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】由,解得:或,
即时,成立,反之不成立,
所以“”是“”的充分而不必要条件.
2.(2023·天津·高考真题)“a²=b²”是“a²+b²=2ab”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】B
【详解】由a²=b²得|a|=|b|,即a=b或a=−b;由a²+b²=2ab得(a−b)²=0,即a=b.因此a²=b²不能推出a²+b²=2ab,而a²+b²=2ab能推出a²=b²,所以“a²=b²”是“a²+b²=2ab”的必要不充分条件.故选:B.
3.
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