课程基本信息
课题 1.2.3 充分条件、必要条件
教科书 书名:《普通高中教科书·数学(B版)·必修·第一册》 出版社:人民教育出版社
教学目标
教学目标: 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,理解判断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. 教学重点:理解必要条件、充分条件与充要条件的意义. 教学难点:能从集合的角度理解必要条件、充分条件与充要条件,并理解它们与性质定理、判定定理及数学定义之间的关系.
教学过程
时间 教学环节 主要师生活动
2min 引入 【实例】 不断出现的数据让禁放派理由更加充分(2014年1月23日《中国青年报》) 做到了目标明确、数据翔实、理由充分、逻辑严密(2014年8月4日《人民日报》) 积极乐观的人,相信办法总比问题多,内心充满希望,当然,他们更懂得去寻求必要的帮助,给自己创造更多的机会(2015年6月22日《中国青年报》 文学不只是知识,同时也是一种能力,写作对于一个文学系的学生而言是一种必要的素质(2015年7月28日《人民日报》) 通过生活中的“充分”“必要”来让学生有切身的体会,引入充分条件与必要条件.
5min 充分条件与必要条件 一、充分条件与必要条件 归纳一类数学中的命题形式 如果两条直线都与第三条直线平行,那么这两条直线也互相平行; 在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么这个锐角所对的直角边等于斜边的一半; 如果,那么; 如果且,那么. 它们都具有一个共同形式: 如果,那么. 这里,称为命题的条件,称为命题的结论。 有时,我们也可以说如果,则或若,则. 命题真假判断:条件成立的基础上,看结论是否成立. 指出下面两个命题的条件与结论: (1)如果两条直线都与第三条直线平行,那么这两条直线也互相平行. 若“如果,那么”是一个真命题,则称由可以推出, 记作:(读作:推出) 两条直线都与第三条直线平行这两条直线也互相平行 (2)如果,那么. 若“如果,那么”是一个假命题,则称由推不出, 记作:(读作:推不出) . 当时,我们称是的充分条件,是的必要条件; 当时,我们称不是的充分条件,不是的必要条件. 以下均表达同一逻辑关系: “如果,那么”是一个真命题”, , 是的充分条件, 是的必要条件. 注:充分和必要是相对的, 当时,对于来讲是充分的,而对于来讲是必要的.
3min 巩固练习 例1.判断下列各题中,是否是的充分条件,是否是的必要条件: (1),; (2)是矩形,是正方形. 解析: (1)因为整数都是有理数,也一定是实数, 所以,, 因此,是的充分条件,是的必要条件. (2)因为矩形不一定是正方形, 所以,, 因此,因此,不是的充分条件,不是的必要条件.
5min 集合的观点 例1中的集合观点: 设,,,, 判断集合与的关系,并判断是否是的充分条件,是否是的必要条件. 显然由图可知,即是的子集, 另一方面,, 所以,, 即是的充分条件, 是的必要条件. 因此,我们得出充分条件与必要条件的集合解释 一般地,如果,,且,那么,, 也就有是的充分条件,是的必要条件.
5min 与判定定理、性质定理的关系 如果一个函数是正比例函数,那么这个函数是一次函数. 一个函数是正比例函数这个函数是一次函数 可以看成判定定理,即判定定理给出了一个充分条件. 矩形的对角线相等. 一个四边形是矩形它的对角线相等 可以看成性质定理,即性质定理给出了一个必要条件. 例2.说明下述命题是否可以看成判定定理或性质定理,如果可以,写出其中涉及的充分条件或必要条件: (1)形如(是非零常数)的函数是二次函数; (2)菱形的对角线互相垂直. 解析: (1)一个形如(是非零常数)的函数这个函数是二次函数 可以看做判定定理, 其中,“形如(是非零常数)的函数”是“这个函数是二次函数”的充分条件. (2)四边形是菱形四边形对角线互相垂直 可以看做性质定理, 其中,“四边形对角线互相垂直”是“四边形是菱形”的必要条件.
3min 二、充要条件 回顾我们提到的例子 ,是的充分条件, ,不是的必要条件, 综合起来,是的充分不必要条件. 当然,类似地如果我们考虑 ,是的必要条件, ,不是的充分条件, 所以,是的必要不充分条件. 一般地,如果且,则称是的充分不必要条件, 如果且,则称是的必要不充分条件. 如果且,则称是的充分必要条件(简称充要条件), 此时,记作,读作:与等价或当且仅当. 注:此时,也是的充要条件.
5min 巩固练习 例3.在△中,判断是否是的充要条件. 解析: 根据“等角对等边”,得; 根据“等边对等角”,得. 因此,, 即在△中,是的充要条件. 实际上,我们也能得出充要条件与数学中的定义有关, 例如三角形三条边相等这个三角形是等边三角形, 即一个数学对象的定义实际上给出了这个对象的一个充要条件。 例4.求证:是的充要条件. 解析: 先证充分性,即. 由,则有, ,所以,. 再证必要性,即。 由得,所以,. 综上,是的充要条件.
1min 课堂小结 1.充分条件、必要条件; 2.充要条件.