1.2.3 充分条件、必要条件 课件(共51张PPT)

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名称 1.2.3 充分条件、必要条件 课件(共51张PPT)
格式 pptx
文件大小 520.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教B版(2019)
科目 数学
更新时间 2023-11-25 17:28:29

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文档简介

(共51张PPT)
第一章 集合与常用逻辑用语
1.2 常用逻辑用语
1.2.3 充分条件、必要条件
基础知识
1.充分条件、必要条件
我们已经接触过很多形如“如果p,那么q”① 的命题,例如:
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;
(2) 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;
(3) 如果x>2,那么x>3;
(4) 如果 a>b且c>0,那么ac>bc.
①“如果p,那么q”也常常记为“如果 p,则q”或“若p,则q”.
在“如果p,那么q”形式的命题中,p称为命题的条件,q称为命题的结论。若“如果p,那么q”是一个真命题,则称由p可以推出q,记作
p q,
读作“p推出q”;否则,称由p推不出q,记作p q,读作“p推不出q”。
例如,上述例子中,(1) 是一个真命题,即“两条直线都与第三条直线平行”可以推出“这两条直线也互相平行”,这也可记作
两条直线都与第三条直线平行 这两条直线也互相平行;
而 (3) 是一个假命题,即x>2 推不出x>3,这也可记作
x>2 x>3.
“如果p,那么q”是真命题,
p q
p 是 q 的充分条件,
q 是 p 的必要条件,
这四种形式的表达,讲的是同一个逻辑关系,只是说法不同而已。
当p q 时,我们称p是q的充分条件, q是p的必要条件;当 p q 时,我们称p不是q的充分条件,q不是p的必要条件。事实上,前述情境与问题中的“充分”“必要”与这里的充分条件、必要条件表示的是类似的意思。
因此,
例如,因为“如果 x=-y,则 x2=y2”是真命题,所以
x=-y x2 = y2,
x =-y是x2=y2的充分条件,
x2 = y2是x=-y 的必要条件。
又如,因为命题“若A∩B≠ ,则 A ≠ ”是真命题,所以
A∩B ≠ _________A≠ ,
A∩B ≠ 是A≠ 的 _________条件,
A≠ 是A∩B ≠ 的 _________条件。
充分
必要
典例精析
例1 判断下列各题中,p 是否是 q 的充分条件,q是否是p的必要条件:
(1) p:x∈Z,q: x∈R;
(2) p:x是矩形,q:x是正方形。
解:(1)因为整数都是有理数,从而一定也是实数,即p q,因此p是q的充分条件,q是p的必要条件。
(2) 因为矩形不一定是正方形,即p q,因此p不是q的充分条件, q不是p的必要条件。
充分条件与必要条件也可用集合的知识来理解.
设A={x|x≥0},B={x|x>-1},则不难看出,A 是 B 的子集(如图所示),即A B.
另外,“如果x≥0,那么x>-1”是真命题,也就是说
x ≥ 0 x >-1,
x ≥0是x>-1的充分条件,
x>-1是x ≥0的必要条件。
一般地,如果 A={x|p(x)},B={x| q(x)},且A B(如图所示),那么 p(x) q(x),因此也就有p(x)是q(x)的充分条件, q(x)是p(x)的必要条件。
例如,设 A{x | x是在北京市出生的人},B= {x | x是在中国出生的人},则 A B,所以“x是在北京市出生的人”可以推出“x 是在中国出生的人”。
充分条件、必要条件还与数学中的判定定理、性质定理有关。
例如,“如果一个函数是正比例函数,那么这个函数是一次函数”可以看成一个判定定理。这指的是,只要函数是正比例函数,那么就可以判定这个函数是一次函数。不难看出,判定定理实际上是给出了一个充分条件,上例中,“函数是正比例函数”是“函数是一次函数”的充分条件。
而“矩形的对角线相等”可以看成一个性质定理。这指的是,只要一个四边形是矩形,那么这个四边形的对角线一定相等。不难看出,性质定理实际上给出了一个必要条件,上例中,“四边形的对角线相等”是“四边形是矩形”的必要条件。
典例精析
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 y=ax2(a 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:(1)这可以看成一个判定定理,因此“y=ax2 (a 是非零常数)的函数”是“这个函数是二次函数”的_______条件。
(2) 这可以看成菱形的一个性质定理,因此“四边形对角线互相垂直”是“四边形是菱形”的_______条件。
充分
必要
思考:用定义法判断充分条件和必要条件的一般步骤是什么?
提示:(1)判定“若p,则q”的真假。
(2)尝试从条件推结论,若条件能推出结论,则条件为充分条件,否则就不是充分条件。
(3)尝试从结论推条件,若结论能推出条件,则条件为必要条件,否则就不是必要条件。
2.充要条件
我们已经知道,因为 x>3 x>2,所以
x>3是x>2的_________条件,
又因为 x>2 x>3,所以
x>3 不是 x>2 的必要条件,
把这两方面综合起来,可以说成
x>3 是 x>2 的充分不必要条件。
一般地,如果 p q 且q p,则称p是q的充分不必要条件。
充分
如果 p q 且q p,则称p是q的必要不充分条件。例如,x(x-1)=0是 x=0 的必要不充分条件。
如果 p q 且q p,则称 p是 q 的充分必要条件 (简称为充要条件),记作
p q,
此时,也读作“p与q等价”“p当且仅当q”
当然, p是q的充要条件时,q也是p的充要条件。
例如,当x≥0 时,有意义;当有意义时,x ≥ 0。因此“x ≥ 0”是“有意义”的充要条件,即
x≥0 有意义,
也可以说成“x ≥ 0与有意义等价”“x≥0当且仅当有意义”
例3. 在△ABC中,判断∠B= ∠C 是否是AC=AB 的充要条件。
解:因为“在三角形中,等角对等边”,所以
∠B=∠C AC=AB;
又因为“在三角形中,等边对等角”,所以
AC=AB ∠B=∠C
从而∠B= ∠C AC=AB,因此△ABC 中, ∠B= ∠C是AC=AB的充要条件。
从集合的观点来看,如果 A={x| p(x},B={x|q(x)},且A=B则 p(x) q(x),因此也就有 p(x)是 q(x)的充要条件。
例如,当A={x|x≤0},B= {x | | x |=- x} 时,不难看出A=B,因此x≤0 |x|=-x,也就是说x≤0 是|x|=- x 的__________条件,
x≤0与|x|=-x等价,x≤ 0当且仅当 |x|=-x.
充要
另外,充要条件与数学中的定义有关。例如,“三条边都相等的三角形称为等边三角形”是等边三角形的定义,这就意味着,只要三角形的三条边都相等,那么这个三角形一定是等边三角形;反之,如果一个三角形是等边三角形,那么这个三角形的三条边都相等。不难看出,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,上例中,“三角形的三条边都相等”是“三角形是等边三角形”的充要条件。
注意到“三角形的三个角相等”也是“三角形是等边三角形”的一个充要条件,因此我们也可以将等边三角形定义为:“三个角都相等的三角形称为等边三角形。”
需要补充的是,除了上面提到的充分不必要条件、必要不充分条件、充要条件,还存在p既不是 q 的充分条件,也不是q 的必要条件的情形,例如,当 p:x>0,q:x >2 时就是如此。
基础自测
1.“a+b<0”是“a<0,b<0”的(  )
A.充分不必要条件  B.充要条件
C.必要不充分条件  D.既不充分也不必要条件
C  
2.点P(x,y)是第二象限的点的充要条件是(  )
A.x<0,y<0  B.x<0,y>0
C.x>0,y>0  D.x>0,y<0
解析:第二象限的点横坐标小于0,纵坐标大于0,所以点P(x,y)是第二象限的点的充要条件是x<0,y>0。
B  
3.命题p:(a+b)·(a-b)=0,q:a=b,则p是q的(  )
A.充分条件
B.必要条件
C.既是充分条件也是必要条件
D.既不是充分条件也不是必要条件
解析:由命题p:(a+b)·(a-b)=0,得|a|=|b|,推不出a=b,由a=b,能推出|a|=|b|,故p是q的必要条件。
B  
4.设集合M=(0,3],N=(0,2],那么“a∈M”是“a∈N”的_______条件。
必要 
5.已知集合A={1,a},B={1,2,3},则“a=3”是“A B”的_______条件。
充分 
充分条件、必要条件、充要条件的判断
典例剖析
指出下列各题中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”中选一个作答)。
(1)p:x-3=0,q:(x-2)(x-3)=0;
(3)p:a>b,q:a+c>b+c;
(4)p:a>b,q:ac>bc.
A  
归纳提升:充分条件、必要条件、充要条件的判断方法
1.定义法
(1)分清哪个是条件,哪个是结论。
(2)判断“如果p,那么q”及“如果q,那么p”的真假。
(3)根据(2)得出结论。
2.集合法:写出集合A={x|p(x)}及B={x|q(x)},利用集合间的包含关系进行判断。
3.等价转化法:将命题转化为另一个与之等价的且便于判断真假的命题。
4.特殊值法:对于选择题,可以取一些特殊值或特殊情况,用来说明由条件(结论)不能推出结论(条件),但是这种方法不适用于证明题。
对点训练
充分不必要 
既不充分也不必要 
充分不必要 
充要条件的证明
典例剖析
证明:一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有一个正根和一个负根的充要条件是ac<0.
思路探究:分清充分性与必要性,理清证明方向。
归纳提升:充要条件的证明思路
证明充要条件时要从充分性和必要性两个方面分别证明。
以证明“p成立的充要条件为q”为例。
(1)充分性:把q当作已知条件,结合命题的前提条件,推出p;
(2)必要性:把p当作已知条件,结合命题的前提条件,推出q。
证明的关键是分清哪个是条件,哪个是结论,然后确定推出方向,至于先证明充分性还是先证明必要性则无硬性要求。
对点训练
已知关于x的方程ax2+bx+c=0(※),判断a+b+c=0是否是方程(※)有一个根为1的充要条件.
证明:因为a+b+c=0,
所以c=-a-b,代入方程ax2+bx+c=0中,得ax2+bx-a-b=0,即(x-1)(ax+a+b)=0.
所以方程(※)有一个根为1,所以a+b+c=0 方程(※)有一个根为1,
因为方程ax2+bx+c=0有一个根为1,
所以x=1满足方程ax2+bx+c=0.
所以有a×12+b×1+c=0,即a+b+c=0.
所以方程(※)有一个根为1 a+b+c=0,
从而a+b+c=0 方程(※)有一个根为1,
因此a+b+c=0是方程(※)有一个根为1的充要条件。
利用充分、必要、充要条件求参数范围
典例剖析
若p:0[3,+∞) 
对点训练
若p:x2+x-6=0是q:ax+1=0的必要不充分条件,则实数a的值为___________.
典例剖析
使不等式(2x+1)(x-3)≥0成立的一个充分不必要条件 (  )
C  
混淆充分条件与必要条件
误区警示:在解答问题时务必看清题干中的问题,明确哪个是条件,哪个是结论,然后根据充分、必要、充要条件的概念进行判断。
典例剖析
命题成立的充分、必要、充要条件的探求问题
(1)寻求充分、必要条件的思路
①寻求q的充分条件p,即求使q成立的条件p;
②寻求q的必要条件p,即求以q为条件可推出的结论p。
(2)充要条件的探求方法
①探求一个命题成立的充要条件一般有两种处理方法:
方法一:先由结论寻找使之成立的必要条件,再验证它也是使结论成立的充分条件,即保证充分性和必要性都成立。
方法二:变换结论为等价命题,使每一步都可逆,直接得到使命题成立的充要条件。
②求一个命题的充要条件时,往往要从两个方面进行求解,一是充分性,二是必要性。
③在已知充要条件的前提下,充分条件是不确定的,只要保证是充要条件的一个子集即可,而充分不必要条件应为充要条件的一个真子集。
x∈(0,2)成立的一个必要不充分条件是(  )
A.x∈(0,2)  B.x∈[-1,+∞)
C.x∈(0,1)  D.x∈(1,3)
B  
完成课后相关练习
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