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數學充分性問題

生活 更新时间:2025-02-10 07:35:33

充分條件與必要條件是高中階段非常重要的數學概念,它涉及知識範圍廣,綜合性強,能與高中任何知識相結合,有一定的深度與難度,此類題目能有力地考查學生的邏輯思維能力.那麼我們如何把握和解決此類問題呢?

 

數學充分性問題(判斷充分與必要條件的常用方法)1

一、 定義法

對于“?圯”,可以簡單的記為箭頭所指為必要,箭尾所指為充分.在解答此類題目時,利用定義直接推導,一定要抓住命題的條件和結論的四種關系的定義.

例1 已知p:-2<m<0,0<n<1;q:關于x的方程x2 mx n=0有兩個小于1的正根,試分析p是q的什麼條件?

分析 條件p确定了m,n的範圍,結論q則明确了方程的根的特點,且m,n作為系數,因此理應聯想到根與系數的關系,然後再進一步化簡.

解 設x1,x2是方程x2 mx n=0的兩個小于1的正根,即0<x1<1,0<x2<1,則0<x1 x2<2,0<x1?x2<1,依韋達定理,則有0<-m<2,0<n<1,從而q?圯p.

  二、 集合法

如果将命題p,q分别看作兩個集合A與B,用集合意識解釋條件,則有:①若A?哿B,則x∈A是x∈B的充分條件,x∈B是x∈A的必要條件;②若A?芴B,則x∈A是x∈B的充分不必要條件,x∈B是x∈A的必要不充分條件;③若A=B,則x∈A和x∈B互為充要條件;④若A?芫B且A?芸B,則x∈A和x∈B互為既不充分也不必要條件.

例2 設x,y∈R,則x2 y2<2是|x| |y|≤的()條件,是|x| |y|<2的()條件.

A. 充要條件 B. 既非充分也非必要條件

C. 必要不充分條件?搖D. 充分不必要條件

解 如右圖所示,平面區域P={(x,y)|x2 y2<2}表示圓内部分(不含邊界);平面區域Q={(x,y)||x| |y|≤}表示小正方形内部分(含邊界);平面區域M={(x,y)||x| |y|<2}表示大正方形内部分(不含邊界).

由于(,0)?埸P,但(,0)∈Q,則P?芸Q.又P?芫Q,于是x2 y2<2是|x| |y|≤的既非充分也非必要條件,故選B.

同理P?芴M,于是x2 y2<2是|x| |y|<2的充分不必要條件,故選D.

點評 由數想形,以形輔數,這種解法正是數形結合思想在解題中的有力體現.數形結合不僅能夠拓寬我們的解題思路,而且也能夠提高我們的解題能力.

  三、 逆否法

利用互為逆否命題的等價關系,應用“正難則反”的數學思想,将判斷“p?圯q”轉化為判斷“非q?圯非p”的真假.

例3 (1)判斷p:x≠3且y≠2是q:x y≠5的什麼條件;

(2) 判斷p:x≠3或y≠2是q:x y≠5的什麼條件.

解 (1)原命題等價于判斷非q:x y=5是非p:x=3或y=2的什麼條件.

顯然非p非q,非q非p,故p是q的既不充分也不必要條件.

(2) 原命題等價于判斷非q:x y=5是非p:x=3且y=2的什麼條件.

因為非p?圯非q,但非q非p,故p是q的必要不充分條件.

點評 當命題含有否定詞時,可考慮通過逆否命題等價轉化判斷.

  四、 篩選法

用特殊值、舉反例進行驗證,做出判斷,從而簡化解題過程.這種方法尤其适合于解選擇題.

例4 方程ax2 2x 1=0至少有一個負實根的充要條件是()

A. 0<a≤1 B. a<1 C. a≤1 D. 0<a≤1

解 利用特殊值驗證:當a=0時,x=-,排除A,D;當a=1時,x=-1,排除B.因此選C.

點評 作為選擇題,利用篩選法避免了複雜的邏輯推理過程,使解題方法更加優化,節省了時間,提高了解題的速度,因此同學們應該注意解題方法的選擇使用.

數學充分性問題(判斷充分與必要條件的常用方法)2

 五、 傳遞法

充分條件與必要條件具有傳遞性,即由P1?圯P2,P2?圯P3,…,Pn-1?圯Pn,可得P1?圯Pn .同樣,充要條件也有傳遞性.對于比較複雜的具有一定連鎖關系的條件,兩個條件間關系的判斷也可用傳遞法來加以處理.

例5 已知p是r的充分不必要條件,s是r的必要條件,q是s的必要條件,那麼p是q的()

A. 充分不必要條件 B. 必要不充分條件

C. 充要條件 D. 既不充分也不必要條件

解 由題意可得p?圯r,r?圯s,s?圯q,那麼可得p?圯r?圯s?圯q,即p是q的充分不必要條件,故選A.

點評 對于兩個以上的較複雜的連鎖式條件,利用傳遞性結合符号“?圯”與“”,畫出它們之間的關系結構圖進行判斷,可以直觀快捷地處理問題,使問題得以簡單化.

1. 求三個方程x2 4ax-4a 3=0,x2 (a-1)x a2=0,x2 2ax-2a=0至少有一個方程有實根的充要條件.

1. 三個方程均無實根的充要條件是

Δ1=16a2-4(-4a 3)<0,Δ2=(a-1)2-4a2<0,Δ3=4a2-4(-2a)<0,解得-<a<-1,故至少有一個方程有實根的充要條件是a|a≥-1或a≤-.

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