必修一第四章總結?1.4 充分條件與必要條件,下面我們就來聊聊關于必修一第四章總結?接下來我們就一起去了解一下吧!
1.4 充分條件與必要條件
1.4.1 充分條件與必要條件
1.4.2 充要條件
學 習 目 标 |
核 心 素 養 |
1.結合具體實例,理解充分條件、必要條件、充要條件的意義.(重點、難點) 2.會求(判斷)某些問題成立的充分條件、必要條件、充要條件.(重點) 3.能夠利用命題之間的關系判定充要關系或進行充要條件的證明.(難點) |
1.通過充要條件的判斷,提升邏輯推理素養. 2.借助充要條件的應用,培養數學運算素養. |
1.充分條件與必要條件
命題真假 |
“若p,則q”是真命題 |
“若p,則q”是假命題 |
推出關系 |
p⇒q |
p q |
條件關系 |
p是q的充分條件
q是p的必要條件 |
p不是q的充分條件 q不是p的必要條件 |
思考1:(1)p是q的充分條件與q是p的必要條件所表示的推出關系是否相同?
(2)以下五種表述形式:①p⇒q;②p是q的充分條件;③q的充分條件是p;④q是p的必要條件;⑤p的必要條件是q.這五種表述形式等價嗎?
提示:(1)相同,都是p⇒q.(2)等價.
2.充要條件
(1)一般地,如果既有p⇒q,又有q⇒p,就記作p⇔q.此時,我們說,p是q的充分必要條件,簡稱充要條件.
概括地說,如果p⇔q,那麼p與q互為充要條件.
(2)若p⇒q,但q
p,則稱p是q的充分不必要條件.
(3)若q⇒p,但p
q,則稱p是q的必要不充分條件.
(4)若p
q,且q
p,則稱p是q的既不充分也不必要條件.
思考2:(1)若p是q的充要條件,則命題p和q是兩個相互等價的命題,這種說法對嗎?
(2)“p是q的充要條件”與“p的充要條件是q”的區别在哪裡?
提示:(1)正确.若p是q的充要條件,則p⇔q,即p等價于q.
(2)①p是q的充要條件說明p是條件,q是結論.
②p的充要條件是q說明q是條件,p是結論.
1.下列語句是命題的是( )
A.梯形是四邊形 B.作直線AB
C.x是整數 D.今天會下雪嗎
A [D不是陳述句,B、C不能判斷真假.]
2.“同位角相等”是“兩直線平行”的( )
A.充分不必要條件
B.必要不充分條件
C.既是充分條件,也是必要條件
D.既不充分也不必要條件
[答案] C
3.使x>3成立的一個充分條件是( )
A.x>4 B.x>0
C.x>2 D.x<2
A [隻有x>4⇒x>3,其他選項均不可推出x>3.]
4.設x,y∈R,則“x≥2且y≥2”是“x2+y2≥4”的( )
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件
A [因為x≥2且y≥2⇒x2+y2≥4, x2+y2≥4
x≥2且y≥2,如x=-2,y=1,所以“x≥2且y≥2”是“x2+y2≥4”的充分不必要條件.]
充分條件、必要條件的判斷
【例1】 指出下列各題中p是q的什麼條件.
(1)p:x-3=0,q:(x-2)(x-3)=0.
(2)p:兩個三角形相似,q:兩個三角形全等.
(3)p:a>b,q:ac>bc.
[解] (1)x-3=0⇒(x-2)(x-3)=0,但(x-2)(x-3)=0
x-3=0,故p是q的充分不必要條件.
(2)兩個三角形相似
兩個三角形全等,但兩個三角形全等⇒兩個三角形相似,故p是q的必要不充分條件.
(3)a>b
ac>bc,且ac>bc
a>b,
故p是q的既不充分也不必要條件.
定義法判斷充分條件、必要條件
(1)确定誰是條件,誰是結論
(2)嘗試從條件推結論,若條件能推出結論,則條件為充分條件,否則就不是充分條件
(3)嘗試從結論推條件,若結論能推出條件,則條件為必要條件,否則就不是必要條件.
1.指出下列各組命題中,p是q的什麼條件.
(1)p:四邊形的對角線相等,q:四邊形是平行四邊形.
(2)p:(x-1)2+(y-2)2=0,q:(x-1)(y-2)=0.
[解] (1)因為四邊形的對角線相等
四邊形是平行四邊形,四邊形是平行四邊形
四邊形的對角線相等,
所以p是q的既不充分也不必要條件.
(2)因為(x-1)2+(y-2)2=0⇒x=1且y=2⇒(x-1)(y-2)=0,而(x-1)(y-2)=0
(x-1)2+(y-2)2=0,所以p是q的充分不必要條件.
充分條件、必要條件、充要條件的應用
[探究問題]
1.記集合A={x|p(x)},B={x|q(x)},若p是q的充分不必要條件,則集合A,B的關系是什麼?若p是q的必要不充分條件呢?
提示:若p是q的充分不必要條件,則A
B,若p是q的必要不充分條件,則B
A.
2.記集合M={x|p(x)},N={x|q(x)},若M⊆N,則p是q的什麼條件?若N⊆M,M=N呢?
提示:若M⊆N,則p是q的充分條件,若N⊆M,則p是q的必要條件,若M=N,則p是q的充要條件.
【例2】 已知p:-2≤x≤10,q:1-m≤x≤1+m(m>0),若p是q的充分不必要條件,則實數m的取值範圍為________.
[思路點撥] →→
{m|m≥9} [因為p是q的充分不必要條件,所以p⇒q且q
p.
即{x|-2≤x≤10}是{x|1-m≤x≤1+m,m>0}的真子集,所以或解得m≥9.
所以實數m的取值範圍為{m|m≥9}.]
1.本例中“p是q的充分不必要條件”改為“p是q的必要不充分條件”,其他條件不變,試求m的取值範圍.
[解] 因為p是q的必要不充分條件,所以q⇒p,且p
q.
則{x|1-m≤x≤1+m,m>0}
{x|-2≤x≤10},
所以,解得0<m≤3.
即m的取值範圍是{m|0<m≤3}.
2.若本例題改為:已知P={x|a-4<x<a+4},Q={x|1<x<3},“x∈P”是“x∈Q”的必要條件,求實數a的取值範圍.
[解] 因為“x∈P”是“x∈Q”的必要條件,所以Q⊆P.
所以解得-1≤a≤5,
即a的取值範圍是{a|-1≤a≤5}.
利用充分、必要、充要條件的關系求參數範圍
(1)化簡p,q兩命題;
(2)根據p與q的關系(充分、必要、充要條件)轉化為集合間的關系;
(3)利用集合間的關系建立不等式;
(4)求解參數範圍.
充要條件的探求與證明
【例3】 試證:一元二次方程ax2+bx+c=0有一正根和一負根的充要條件是ac<0.
[思路點撥] 從“充分性”和“必要性”兩個方面來證明.
[證明] ①必要性:因為方程ax2+bx+c=0有一正根和一負根,所以Δ=b2-4ac>0,x1x2=<0(x1,x2為方程的兩根),所以ac<0.
②充分性:由ac<0可推得Δ=b2-4ac>0及x1x2=<0(x1,x2為方程的兩根).所以方程ax2+bx+c=0有兩個相異實根,且兩根異号,即方程ax2+bx+c=0有一正根和一負根.綜上所述,一元二次方程ax2+bx+c=0有一正根和一負根的充要條件是ac<0.
充要條件的證明策略
(1)要證明一個條件p是否是q的充要條件,需要從充分性和必要性兩個方向進行,即證明兩個命題“若p,則q”為真且“若q,則p”為真.
(2)在證明的過程中也可以轉化為集合的思想來證明,證明p與q的解集是相同的,證明前必須分清楚充分性和必要性,即搞清楚由哪些條件推證到哪些結論.
提醒:證明時一定要注意,分清充分性與必要性的證明方向.
2.求證:關于x的方程ax2+bx+c=0有一個根是1的充要條件是a+b+c=0.
[證明] 假設p:方程ax2+bx+c=0有一個根是1,
q:a+b+c=0.
①證明p⇒q,即證明必要性.
∵x=1是方程ax2+bx+c=0的根,
∴a·12+b·1+c=0,
即a+b+c=0.
②證明q⇒p,即證明充分性.
由a+b+c=0,得c=-a-b.
∵ax2+bx+c=0,
∴ax2+bx-a-b=0,
即a(x2-1)+b(x-1)=0.
故(x-1)(ax+a+b)=0.
∴x=1是方程的一個根.
故方程ax2+bx+c=0有一個根是1的充要條件是a+b+c=0.
充分條件、必要條件的判斷方法
(1)定義法:直接利用定義進行判斷.
(2)等價法:“p⇔q”表示p等價于q,等價命題可以進行轉換,當我們要證明p成立時,就可以去證明q成立.
(3)利用集合間的包含關系進行判斷:如果條件p和結論q相應的集合分别為A和B,那麼若A⊆B,則p是q的充分條件;若A⊇B,則p是q的必要條件;若A=B,則p是q的充分必要條件.
1.思考辨析
(1)q是p的必要條件時,p是q的充分條件.( )
(2)q不是p的必要條件時,“p
q”成立.( )
(3)若q是p的必要條件,則q成立,p也成立.( )
[答案] (1)√ (2)√ (3)×
2.“x>0”是“x≠0”的( )
A.充分不必要條件
B.必要不充分條件
C.充分必要條件
D.既不充分也不必要條件
A [由“x>0”⇒“x≠0”,反之不一定成立.因此“x>0”是“x≠0”的充分不必要條件.]
3.函數f(x)=x2+mx+1的圖象關于直線x=1對稱的充要條件是________.
m=-2 [函數f(x)=x2+mx+1的圖象關于直線x=1對稱,則-=1,即m=-2;反之,若m=-2,則f(x)=x2-2x+1的圖象關于直線x=1對稱.]
4.已知p:實數x滿足3a<x<a,其中a<0;q:實數x滿足-2≤x≤3.若p是q的充分條件,求實數a的取值範圍.
[解] 由p:3a<x<a,即集合A={x|3a<x<a}.
q:-2≤x≤3,即集合B={x|-2≤x≤3}.
因為p⇒q,所以A⊆B,
所以即-≤a<0,
所以a的取值範圍是.
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